WO2020203864A1 - 光学物品用コーティング組成物、眼鏡レンズ、眼鏡および眼鏡レンズの製造方法、ならびに光学物品および光学物品の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a coating composition for an optical article, a spectacle lens, a method for manufacturing spectacles and a spectacle lens, and a method for manufacturing an optical article and an optical article.
- a photochromic compound is a compound having the property of developing color under irradiation with light in a wavelength range having photoresponsiveness and fading under non-irradiation (photochromic property).
- a coating containing a photochromic compound and a curable compound is provided on a substrate, and the coating is cured to form a cured layer (photochromic layer) having photochromic properties. Examples thereof include a method of forming (see, for example, Patent Document 1).
- the properties desired for an optical article having the above-mentioned photochromic property include a high response speed to light (excellent optical response). It is also desirable that the color development density is high when the color is developed by receiving light irradiation.
- One aspect of the present invention provides a coating composition for an optical article that is excellent in photoresponsiveness and capable of forming a photochromic layer capable of developing a color at a high concentration.
- composition for optical articles (hereinafter, also simply referred to as “composition”), which comprises. Regarding.
- the coating composition for an optical article contains, as the (meth) acrylate, an alicyclic bifunctional (meth) acrylate and an acyclic trifunctional or higher (meth) acrylate.
- the photochromic compound in the photochromic layer formed by curing this composition, the photochromic compound can exhibit excellent photoresponsiveness and can develop a color at a high concentration by being irradiated with light.
- a coating composition for an optical article having excellent photoresponsiveness and capable of forming a photochromic layer capable of developing a color at a high concentration by being irradiated with light.
- a spectacle lens having a photochromic layer, which is excellent in light responsiveness and capable of developing a color at a high density by being irradiated with light.
- the coating composition for an optical article according to one aspect of the present invention contains a photochromic compound and two or more (meth) acrylates.
- a photochromic compound and two or more (meth) acrylates.
- (meth) acrylate is used to include acrylate and methacrylate.
- “Acrylate” is a compound having one or more acryloyl groups in one molecule.
- a “methacrylate” is a compound having one or more methacryloyl groups in one molecule.
- “methacrylate” means a (meth) acryloyl group containing only a methacryloyl group, and a (meth) acryloyl group containing both an acryloyl group and a methacryloyl group is an acrylate. Call.
- the acryloyl group may be contained in the form of an acryloyloxy group
- the methacryloyl group may be contained in the form of a methacryloyloxy group.
- the "(meth) acryloyl group” described below is used to include an acryloyl group and a methacryloyl group
- the "(meth) acryloyloxy group” includes an acryloyloxy group and a methacryloyloxy group. Used in the sense. Further, unless otherwise specified, the described groups may have a substituent or may be unsubstituted.
- the substituents include an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), a hydroxyl group, an alkoxy group (for example, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms), and a halogen atom (for example, a fluorine atom). , Chlorine atom, bromine atom), cyano group, amino group, nitro group, acyl group, carboxyl group and the like.
- the "carbon number” shall mean the carbon number of the portion not containing the substituent.
- the above composition contains two or more kinds of (meth) acrylates.
- One of them is an alicyclic bifunctional (meth) acrylate, and the other one is an acyclic trifunctional or higher functional (meth) acrylate.
- the alicyclic bifunctional (meth) acrylate refers to a compound having an alicyclic structure and having two (meth) acryloyl groups contained in one molecule.
- non-cyclic means that it does not include a cyclic structure.
- cyclic means to include a cyclic structure.
- the acyclic trifunctional or higher functional (meth) acrylate refers to a compound that does not contain a cyclic structure and contains three or more (meth) acryloyl groups in one molecule. It is presumed that the inclusion of these compounds is the reason why the photochromic layer formed from this composition can develop color at a high concentration by being irradiated with light and can exhibit excellent photoresponsiveness.
- R 1 - (L 1) n1-Q- (L 2) may be a compound having a structure represented by n2-R 2.
- Q represents a divalent alicyclic group
- R 1 and R 2 independently represent a (meth) acryloyl group or a (meth) acryloyloxy group
- L 1 and L 2 each independently represent a linking group.
- n1 and n2 independently represent 0 or 1, respectively.
- an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms is preferable, and for example, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a cycloheptylene group, a cyclooctylene group, a tri. Cyclodecanilen group, adamantylene group and the like can be mentioned.
- Examples of the linking group represented by L 1 and L 2 include an alkylene group.
- the alkylene group can be, for example, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
- alicyclic bifunctional (meth) acrylate examples include, for example, cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate, ethoxylated cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate, propoxylated cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate, and ethoxy.
- Propoxylated cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate, tricyclodecanedimethanol dimethanol di (meth) acrylate, ethoxylated tricyclodecanedimethanol dimethanol di (meth) acrylate, propoxylated tricyclodecanedimethanol dimethanol di (meth) acrylate, ethoxy Propoxified tricyclodecanedimethanol di (meth) acrylate and the like can be mentioned.
- the molecular weight of the alicyclic bifunctional (meth) acrylate can be, for example, in the range of 200 to 400, but is not limited to this range.
- the molecular weight of the polymer is the theoretical molecular weight calculated from the structural formula determined by the structural analysis of the compound or the raw material charging ratio at the time of production.
- the alicyclic bifunctional (meth) acrylate may contain only an acryloyl group, may contain only a methacryloyl group, or may contain an acryloyl group and a methacryloyl group as the (meth) acryloyl group.
- the alicyclic bifunctional (meth) acrylate preferably contains only a methacryloyl group as the (meth) acryloyl group, i.e., a methacrylate.
- the acyclic trifunctional or higher functional (meth) acrylate is preferably a trifunctional (meth) acrylate, more preferably a trifunctional or tetrafunctional (meth) acrylate. It is more preferably acrylate.
- Specific examples of the acyclic trifunctional or higher functional (meth) acrylate include, for example, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, and trimethylolethanetri (meth).
- the acyclic trifunctional or higher functional (meth) acrylate may contain only an acryloyl group, may contain only a methacryloyl group, or may contain an acryloyl group and a methacryloyl group as the (meth) acryloyl group.
- the acyclic trifunctional or higher functional (meth) acrylate preferably contains only a methacryloyl group as the (meth) acryloyl group, i.e., a methacrylate.
- the above composition may contain one or more alicyclic bifunctional (meth) acrylates as the (meth) acrylate, and one or two acyclic trifunctional or higher (meth) acrylates.
- the above can be included.
- the composition may or may not contain one or more other (meth) acrylates in addition to these (meth) acrylates.
- Other (meth) acrylates can be used, for example, to adjust the viscosity of the composition.
- Other (meth) acrylates can be, for example, acyclic or cyclic bifunctional or higher functional (meth) acrylates.
- the other (meth) acrylate can be a 2-5 functional (meth) acrylate, preferably 2-4 functional, more preferably bifunctional or trifunctional, and bifunctional. Is more preferable.
- the molecular weight of the other (meth) acrylate can be, for example, in the range of 150-350, but is not limited to this range.
- the other (meth) acrylate can be an acyclic bifunctional (meth) acrylate.
- Specific examples thereof include neopentyl glycol di (meth) acrylate, ethoxylated neopentyl glycol di (meth) acrylate, propoxylated neopentyl glycol di (meth) acrylate, and 1,6-hexanediol di (meth) acrylate.
- the content of the alicyclic bifunctional (meth) acrylate is preferably 50% by mass or more, preferably 55% by mass. It is more preferably% or more, and further preferably 60% by mass or more. Further, the content of the alicyclic bifunctional (meth) acrylate can be, for example, 80% by mass or less, and can be more than 80% by mass. On the other hand, the content of the acyclic trifunctional or higher (meth) acrylate may be 5% by mass or more, assuming that the total amount of the two or more (meth) acrylates contained in the composition is 100% by mass.
- the content of the acyclic trifunctional or higher (meth) acrylate is preferably 20% by mass or less, and more preferably 15% by mass or less.
- the total content of the alicyclic bifunctional (meth) acrylate and the acyclic trifunctional or higher (meth) acrylate is 100% by mass based on the total amount of the two or more (meth) acrylates contained in the above composition. Then, it is preferably 55% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, further preferably 65% by mass or more, and further preferably 70% by mass or more.
- the total content of the alicyclic bifunctional (meth) acrylate and the acyclic trifunctional or higher (meth) acrylate can be, for example, 90% by mass or less, and 85% by mass or less. You can also.
- the content of other (meth) acrylates other than the alicyclic bifunctional (meth) acrylate and the acyclic trifunctional or higher (meth) acrylate is the content of two or more (meth) acrylates contained in the above composition. Assuming that the total amount of acrylate is 100% by mass, it can be 0% by mass or more than 0% by mass.
- the content thereof is 3% by mass or more, assuming that the total amount of the two or more (meth) acrylates contained in the composition is 100% by mass. It is more preferable, it is more preferably 5% by mass or more, further preferably 7% by mass or more, and further preferably 10% by mass or more.
- the content of the other (meth) acrylate is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and further preferably 30% by mass or less.
- the composition may contain (meth) acrylate in a total content of, for example, 80 to 99.9% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the composition.
- the composition comprises a photochromic compound along with two or more (meth) acrylates.
- a known compound exhibiting photochromic properties can be used as the photochromic compound contained in the above composition.
- the photochromic compound can exhibit photochromic properties to, for example, ultraviolet rays.
- examples of the photochromic compound include compounds having a known skeleton exhibiting photochromic properties, such as a flugimid compound, a spirooxazine compound, a chromene compound, and an indeno-condensed naphthopyrane compound.
- the photochromic compound can be used alone or in combination of two or more.
- the content of the photochromic compound in the above composition can be, for example, about 0.1 to 15% by mass, assuming that the total amount of the composition is 100% by mass, but the content is not limited to this range.
- the above composition containing the (meth) acrylate can be a curable composition, and when a curing treatment is applied, it is cured to form a cured layer. can do.
- the composition may contain a polymerization initiator for initiating a curing reaction (also referred to as a polymerization reaction).
- a polymerization initiator known polymerization initiators such as a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator can be used depending on the type of curing reaction.
- the amount of the polymerization initiator used may be determined according to the polymerization conditions, the type of the polymerization initiator, and the type of the curable compound contained in the curable composition.
- additives that can be added to the composition containing a photochromic compound, such as a surfactant, an antioxidant, a radical trapping agent, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, an antioxidant, and the like.
- Additives such as antistatic agents, fluorescent dyes, dyes, pigments, fragrances, plasticizers and silane coupling agents can be added in arbitrary amounts.
- Known compounds can be used as these additives.
- the above composition can be prepared by mixing the various components described above at the same time or in any order in sequence.
- the above composition is a coating composition for optical articles.
- the coating composition for an optical article means a composition applied to a base material or the like for the production of an optical article.
- Examples of the optical article include various lenses, and preferably spectacle lenses.
- the spectacle lens produced by applying the above composition to a lens base material becomes a spectacle lens having a photochromic layer, and can exhibit photochromic properties.
- One aspect of the present invention is An spectacle lens having a lens base material and a photochromic layer obtained by curing the above composition; Applying the above composition on the lens substrate, and Forming a photochromic layer by applying a curing treatment to the applied composition, Manufacturing method of spectacle lenses, including Regarding.
- the spectacle lens and the method for manufacturing the spectacle lens will be described in more detail below.
- the lens base material contained in the spectacle lens can be a plastic lens base material or a glass lens base material.
- the glass lens base material can be, for example, a lens base material made of inorganic glass.
- a plastic lens base material is preferable from the viewpoint of being lightweight, hard to break, and easy to handle.
- the plastic lens base material include styrene resins such as (meth) acrylic resins, polycarbonate resins, allyl resins, allyl carbonate resins such as diethylene glycol bisallyl carbonate resin (CR-39), vinyl resins, polyester resins, and polyether resins.
- Urethane resin obtained by reacting an isocyanate compound with a hydroxy compound such as diethylene glycol a thiourethane resin obtained by reacting an isocyanate compound with a polythiol compound, and a (thio) epoxy compound having one or more disulfide bonds in the molecule.
- a cured product generally referred to as a transparent resin
- the lens base material an undyed lens (colorless lens) may be used, or a dyed lens (dyed lens) may be used.
- the refractive index of the lens base material can be, for example, about 1.60 to 1.75.
- the refractive index of the lens base material is not limited to the above range, and may be within the above range or may be vertically separated from the above range.
- the refractive index means the refractive index for light having a wavelength of 500 nm.
- the lens base material may be a lens having a refractive power (so-called prescription lens) or a lens without refractive power (so-called prescription lens).
- the spectacle lens can be various lenses such as a single focus lens, a multifocal lens, and a progressive power lens.
- the type of lens is determined by the surface shapes of both sides of the lens base material.
- the surface of the lens base material may be a convex surface, a concave surface, or a flat surface.
- the surface on the object side is convex and the surface on the eyeball side is concave.
- the photochromic layer can usually be provided on the object-side surface of the lens base material, but may be provided on the eyeball-side surface.
- the photochromic layer formed by using the above composition may be provided directly on the surface of the lens base material, or may be indirectly provided via another layer or more.
- a primer layer for improving the adhesion between the photochromic layer and the lens base material can be mentioned. Such primer layers are known.
- the photochromic layer of the spectacle lens is formed by applying the composition directly or indirectly on the surface of the lens base material via another layer or more, and applying a curing treatment to the applied composition.
- a curing treatment can be light irradiation and / or heat treatment, and light irradiation is preferable from the viewpoint of advancing the curing reaction in a short time.
- the curing treatment conditions may be determined according to the types of various components ((meth) acrylate, polymerization initiator, etc. described above) contained in the composition and the composition of the composition.
- the thickness of the photochromic layer thus formed is preferably in the range of, for example, 5 to 80 ⁇ m, and more preferably in the range of 20 to 60 ⁇ m.
- the spectacle lens having the above-mentioned photochromic layer may or may not have one or more functional layers in addition to the photochromic layer.
- the functional layer include a hard coat layer, an antireflection layer, a water-repellent or hydrophilic antifouling layer, an antifogging layer, and other layers known as functional layers of spectacle lenses.
- One aspect of the present invention relates to spectacles provided with the above spectacle lens.
- the details of the spectacle lens included in the spectacles are as described above.
- the photochromic compound contained in the photochromic layer can exert an antiglare effect like sunglasses by receiving sunlight irradiation and develops a color indoors. When it returns to, the photochromic compound fades and the permeability can be restored.
- a known technique can be applied to the structure of the frame and the like for the above-mentioned eyeglasses.
- One aspect of the present invention is An optical member having a base material and a photochromic layer obtained by curing the above composition; Applying the above composition on a substrate and Forming a photochromic layer by applying a curing treatment to the applied composition, Manufacturing method of optical articles including Regarding.
- One aspect of the above optical article is the spectacle lens described above. Further, as one aspect of the above optical article, a lens for goggles, a visor (eaves) portion of a sun visor, a shield member of a helmet, and the like can be mentioned.
- An optical article having an antiglare function can be obtained by applying the above composition on the base material for these optical articles and subjecting the applied composition to a curing treatment to form a photochromic layer.
- Example 1 ⁇ Preparation of coating composition for optical articles>
- tricyclodecanedimethanol dimethacrylate aliphatic bifunctional (meth) acrylate
- 12% by mass of trimethylolpropane with respect to 100% by mass of the total (meth) acrylate.
- Trimethacrylate acyclic trifunctional (meth) acrylate
- 20% by weight neopentyl glycol dimethacrylate another (meth) acrylate
- a photochromic compound indeno-condensed naphthopylan compound represented by the structural formula described in US Pat.
- a plastic lens base material (trade name EYAS manufactured by HOYA Corporation; center wall thickness 2.5 mm, radius 75 mm, S-4.00) is immersed in a 10 mass% sodium hydroxide aqueous solution (liquid temperature 60 ° C.) for 5 minutes and then pure. It was washed with water and dried. Then, a primer layer was formed on the convex surface (object side surface) of the plastic lens base material.
- a water-based polyurethane resin solution (polycarbonate polyol-based polyurethane emulsion; viscosity 100 CPS, solid content concentration 38% by mass) is applied to the convex surface of the plastic lens substrate by the spin coating method in an environment of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 50%. By air-drying for 15 minutes, a primer layer having a thickness of 5.5 ⁇ m was formed. The composition prepared above was applied onto the primer layer by a spin coating method. Spin coating was performed by the method described in JP-A-2005-218994.
- the composition coated on the plastic lens base material was irradiated with ultraviolet rays (wavelength 405 nm) in a nitrogen atmosphere (oxygen concentration 500 ppm or less), and the composition was cured to form a photochromic layer.
- the thickness of the formed photochromic layer was 45 ⁇ m.
- a plurality of spectacle lenses were produced in which the degree of progress of the curing reaction of the photochromic layer was changed by changing the light irradiation time.
- Example 2 An spectacle lens having a photochromic layer was produced in the same manner as in Example 1 except that the alicyclic bifunctional (meth) acrylate was changed to tricyclodecanedimethanol diacrylate.
- Example 3 An spectacle lens having a photochromic layer was produced in the same manner as in Example 1 except that neopentyl glycol dimethacrylate was not used.
- Example 1 Example 1 except that ethoxylated bisphenol A dimethacrylate (2,2 bis [4- (methacryloxypolyethoxy) phenyl] propane (EO10 mol)) was used instead of the alicyclic bifunctional (meth) acrylate.
- a spectacle lens having a photochromic layer was produced in the same manner as in the above.
- FIG. 1 shows a graph in which the transmittance obtained above is plotted against the light irradiation time at the time of forming the photochromic layer as the evaluation result of the color development density.
- the photoresponsiveness (fading rate) was evaluated by the following method.
- the transmittance (measurement wavelength: 550 nm) of each of the spectacle lenses of Examples and Comparative Examples before light irradiation (uncolored state) was measured by a spectrophotometer manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. The transmittance measured here is called "initial transmittance”.
- the photochromic layer of each spectacle lens of Examples and Comparative Examples was irradiated with light on the surface of the photochromic layer for 15 minutes (900 seconds) through an aeromas filter using a xenon lamp, and the photochromic in the photochromic layer was irradiated.
- the compound was colored, and the transmittance at the time of color development was measured in the same manner as described above. Then, the time (half-life) required from the time when the light irradiation was stopped until the transmittance became [(initial transmittance-transmittance at the time of color development) / 2] was measured. It can be judged that the smaller the half-life value measured in this way, the faster the fading rate and the better the photoresponsiveness.
- the hardness (Martens hardness) of the photochromic layer of the spectacle lens after the above evaluation was measured by the following method.
- the degree of progress of the curing reaction of the photochromic layer can be judged by the hardness of the photochromic layer, and it can be judged that the harder the photochromic layer, the more the curing reaction progresses.
- An indenter was pushed into the surface of the photochromic layer with a load of 100 mgf using an ultra-fine indentation hardness tester ENT-2100 manufactured by Elionix Inc., and the surface area invaded by the indenter at this time was measured from the indentation depth, and "load / The Martens hardness (kgf / mm 2 ) was determined as the "surface area invaded by the indenter".
- FIG. 2 shows a graph in which the half-lives of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 are plotted with respect to the Martens hardness of the photochromic layer obtained above as the evaluation result of the photoresponsiveness (fading rate).
- FIG. 3 is a graph in which the Martens hardness measured above is plotted against the light irradiation time at the time of forming the photochromic layer as the evaluation result of the curability of each spectacle lens of the example and the comparative example. From the results shown in FIG. 3, the spectacle lenses of Examples 1 to 3 had higher Martens hardness of the photochromic layer than the spectacle lenses of Comparative Examples 1 and 2 at the same light irradiation time. From this result, it is preferable to use an alicyclic bifunctional (meth) acrylate and an acyclic trifunctional or higher (meth) acrylate together as the (meth) acrylate in order to form a high-hardness photochromic layer. Can be confirmed.
- the photochromic compound and two or more (meth) acrylates are contained, and the two or more (meth) acrylates are an alicyclic bifunctional (meth) acrylate and an acyclic trifunctional or more (meth) acrylate.
- Coating compositions for optical articles comprising meta) acrylates are provided.
- the coating composition for an optical article it is possible to form a photochromic layer having excellent photoresponsiveness and capable of developing a color at a high concentration.
- the two or more (meth) acrylates may further contain an acyclic bifunctional (meth) acrylate.
- the composition can contain 50% by mass or more of the alicyclic bifunctional (meth) acrylate with respect to the total amount of the two or more (meth) acrylates.
- the alicyclic bifunctional (meth) acrylate can be methacrylate.
- a spectacle lens having a lens base material and a photochromic layer obtained by curing the above composition is provided.
- the spectacle lens can have a photochromic layer that is excellent in light responsiveness and can develop color at a high density.
- spectacles equipped with the above spectacle lens are provided.
- an optical article having a base material and a photochromic layer obtained by curing the above composition is provided.
- a method for producing an optical article which comprises applying the above composition on a base material and forming a photochromic layer by subjecting the applied composition to a curing treatment.
- the optical article can be a spectacle lens, a goggle lens, a visor portion of a sun visor, a shield member of a helmet, or the like.
- the present invention is useful in technical fields such as eyeglasses, goggles, sun visors, and helmets.
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Abstract
フォトクロミック化合物および2種以上の(メタ)アクリレートを含み、上記2種以上の(メタ)アクリレートは、脂環式の2官能(メタ)アクリレートと非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートとを含む光学物品用コーティング組成物が提供される。
Description
本発明は、光学物品用コーティング組成物、眼鏡レンズ、眼鏡および眼鏡レンズの製造方法、ならびに光学物品および光学物品の製造方法に関する。
フォトクロミック化合物は、光応答性を有する波長域の光の照射下で発色し、非照射下では退色する性質(フォトクロミック性)を有する化合物である。眼鏡レンズ等の光学物品にフォトクロミック性を付与する方法としては、フォトクロミック化合物と硬化性化合物とを含むコーティングを基材上に設け、このコーティングを硬化させてフォトクロミック性を有する硬化層(フォトクロミック層)を形成する方法が挙げられる(例えば特許文献1参照)。
上記のようなフォトクロミック性を有する光学物品に望まれる性質としては、光に対する応答速度が速いこと(光応答性に優れること)が挙げられる。また、光照射を受けて発色した際の発色濃度が高いことも望ましい。
本発明の一態様は、光応答性に優れ、かつ高濃度で発色可能なフォトクロミック層を形成することが可能な光学物品用コーティング組成物を提供する。
本発明の一態様は、
フォトクロミック化合物および2種以上の(メタ)アクリレートを含み、
上記2種以上の(メタ)アクリレートは、
脂環式の2官能(メタ)アクリレートと、
非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートと、
を含む、光学物品用コーティング組成物(以下、単に「組成物」とも記載する。)、
に関する。
フォトクロミック化合物および2種以上の(メタ)アクリレートを含み、
上記2種以上の(メタ)アクリレートは、
脂環式の2官能(メタ)アクリレートと、
非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートと、
を含む、光学物品用コーティング組成物(以下、単に「組成物」とも記載する。)、
に関する。
上記光学物品用コーティング組成物は、(メタ)アクリレートとして、脂環式の2官能(メタ)アクリレートと非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートとを含む。これにより、この組成物を硬化させて形成されるフォトクロミック層において、フォトクロミック化合物は、優れた光応答性を示すことができ、かつ光照射を受けて高濃度で発色することができる。
本発明の一態様によれば、光応答性に優れ、かつ光照射を受けて高濃度で発色可能なフォトクロミック層を形成することが可能な光学物品用コーティング組成物を提供することができる。また、本発明の一態様によれば、フォトクロミック層を有する眼鏡レンズであって、光応答性に優れ、かつ光照射を受けて高濃度で発色可能な眼鏡レンズを提供することができる。
[光学物品用コーティング組成物]
本発明の一態様にかかる光学物品用コーティング組成物は、フォトクロミック化合物および2種以上の(メタ)アクリレートを含む。以下に、これら成分について、更に詳細に説明する。
本発明の一態様にかかる光学物品用コーティング組成物は、フォトクロミック化合物および2種以上の(メタ)アクリレートを含む。以下に、これら成分について、更に詳細に説明する。
<(メタ)アクリレート>
本発明および本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートとメタクリレートとを包含する意味で用いられる。「アクリレート」とは、1分子中にアクリロイル基を1つ以上有する化合物である。「メタクリレート」とは、1分子中にメタクリロイル基を1つ以上有する化合物である。本発明および本明細書では、「メタクリレート」とは、(メタ)アクリロイル基としてメタクリロイル基のみを含むものをいうものとし、(メタ)アクリロイル基としてアクリロイル基とメタクリロイル基の両方を含むものはアクリレートと呼ぶ。なおアクリロイル基はアクリロイルオキシ基の形態で含まれていてもよく、メタクリロイル基はメタクリロイルオキシ基の形態で含まれていてもよい。以下に記載の「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基とメタクリロイル基とを包含する意味で用いられ、「(メタ)アクリロイルオキシ基」とは、アクリロイルオキシ基とメタクリロイルオキシ基とを包含する意味で用いられる。また、特記しない限り、記載されている基は置換基を有してもよく無置換であってもよい。ある基が置換基を有する場合、置換基としては、アルキル基(例えば炭素数1~6のアルキル基)、水酸基、アルコキシ基(例えば炭素数1~6のアルコキシ基)、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子)、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、アシル基、カルボキシル基等を挙げることができる。また、置換基を有する基について「炭素数」とは、置換基を含まない部分の炭素数を意味するものとする。
本発明および本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートとメタクリレートとを包含する意味で用いられる。「アクリレート」とは、1分子中にアクリロイル基を1つ以上有する化合物である。「メタクリレート」とは、1分子中にメタクリロイル基を1つ以上有する化合物である。本発明および本明細書では、「メタクリレート」とは、(メタ)アクリロイル基としてメタクリロイル基のみを含むものをいうものとし、(メタ)アクリロイル基としてアクリロイル基とメタクリロイル基の両方を含むものはアクリレートと呼ぶ。なおアクリロイル基はアクリロイルオキシ基の形態で含まれていてもよく、メタクリロイル基はメタクリロイルオキシ基の形態で含まれていてもよい。以下に記載の「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基とメタクリロイル基とを包含する意味で用いられ、「(メタ)アクリロイルオキシ基」とは、アクリロイルオキシ基とメタクリロイルオキシ基とを包含する意味で用いられる。また、特記しない限り、記載されている基は置換基を有してもよく無置換であってもよい。ある基が置換基を有する場合、置換基としては、アルキル基(例えば炭素数1~6のアルキル基)、水酸基、アルコキシ基(例えば炭素数1~6のアルコキシ基)、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子)、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、アシル基、カルボキシル基等を挙げることができる。また、置換基を有する基について「炭素数」とは、置換基を含まない部分の炭素数を意味するものとする。
上記組成物は、2種以上の(メタ)アクリレートを含む。そのうちの1種は脂環式の2官能(メタ)アクリレートであり、他の1種は非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートである。脂環式の2官能(メタ)アクリレートとは、脂環構造を有し、1分子中に含まれる(メタ)アクリロイル基の数が2つである化合物をいうものとする。本発明および本明細書において、「非環状」とは、環状構造を含まないことを意味する。これに対し、「環状」とは、環状構造を含むことを意味する。非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートとは、環状構造を含まず、1分子中に含まれる(メタ)アクリロイル基の数が3つ以上である化合物をいうものとする。これら化合物を含むことが、この組成物から形成されるフォトクロミック層が光照射を受けて高濃度で発色可能であり、かつ優れた光応答性を示すことができる理由と推察される。
(脂環式の2官能(メタ)アクリレート)
脂環式の2官能(メタ)アクリレートは、例えば、R1-(L1)n1-Q-(L2)n2-R2で表される構造を有する化合物であることができる。ここでQは二価の脂環族基を表し、R1およびR2はそれぞれ独立に(メタ)アクリロイル基または(メタ)アクリロイルオキシ基を表し、L1およびL2はそれぞれ独立に連結基を表し、n1およびn2はそれぞれ独立に0または1を表す。Qで表される二価の脂環族基としては、炭素数3~20の脂環式炭化水素基が好ましく、例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、トリシクロデカニレン基、アダマンチレン基等を挙げることができる。L1およびL2で表される連結基としては、例えばアルキレン基を挙げることができる。アルキレン基は、例えば炭素数1~6のアルキレン基であることができる。
脂環式の2官能(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。脂環式の2官能(メタ)アクリレートの分子量は、例えば200~400の範囲であることができるが、この範囲に限定されるものではない。なお本発明および本明細書において、重合体についての分子量は、化合物の構造解析により決定された構造式または製造する際の原料仕込み比から算出した理論分子量を採用している。脂環式の2官能(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリロイル基として、アクリロイル基のみを含んでもよく、メタクリロイル基のみを含んでもよく、アクリロイル基およびメタクリロイル基を含んでもよい。一態様では、脂環式の2官能(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリロイル基としてメタクリロイル基のみを含むこと、即ちメタクリレートであることが好ましい。
脂環式の2官能(メタ)アクリレートは、例えば、R1-(L1)n1-Q-(L2)n2-R2で表される構造を有する化合物であることができる。ここでQは二価の脂環族基を表し、R1およびR2はそれぞれ独立に(メタ)アクリロイル基または(メタ)アクリロイルオキシ基を表し、L1およびL2はそれぞれ独立に連結基を表し、n1およびn2はそれぞれ独立に0または1を表す。Qで表される二価の脂環族基としては、炭素数3~20の脂環式炭化水素基が好ましく、例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、トリシクロデカニレン基、アダマンチレン基等を挙げることができる。L1およびL2で表される連結基としては、例えばアルキレン基を挙げることができる。アルキレン基は、例えば炭素数1~6のアルキレン基であることができる。
脂環式の2官能(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。脂環式の2官能(メタ)アクリレートの分子量は、例えば200~400の範囲であることができるが、この範囲に限定されるものではない。なお本発明および本明細書において、重合体についての分子量は、化合物の構造解析により決定された構造式または製造する際の原料仕込み比から算出した理論分子量を採用している。脂環式の2官能(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリロイル基として、アクリロイル基のみを含んでもよく、メタクリロイル基のみを含んでもよく、アクリロイル基およびメタクリロイル基を含んでもよい。一態様では、脂環式の2官能(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリロイル基としてメタクリロイル基のみを含むこと、即ちメタクリレートであることが好ましい。
(非環状の3官能以上の(メタ)アクリレート)
非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートは、3~5官能の(メタ)アクリレートであることが好ましく、3官能または4官能の(メタ)アクリレートであることがより好ましく、3官能(メタ)アクリレートであることが更に好ましい。非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートの分子量は、例えば200~400の範囲であることができるが、この範囲に限定されるものではない。非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリロイル基として、アクリロイル基のみを含んでもよく、メタクリロイル基のみを含んでもよく、アクリロイル基およびメタクリロイル基を含んでもよい。一態様では、非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリロイル基としてメタクリロイル基のみを含むこと、即ちメタクリレートであることが好ましい。
非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートは、3~5官能の(メタ)アクリレートであることが好ましく、3官能または4官能の(メタ)アクリレートであることがより好ましく、3官能(メタ)アクリレートであることが更に好ましい。非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートの分子量は、例えば200~400の範囲であることができるが、この範囲に限定されるものではない。非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリロイル基として、アクリロイル基のみを含んでもよく、メタクリロイル基のみを含んでもよく、アクリロイル基およびメタクリロイル基を含んでもよい。一態様では、非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリロイル基としてメタクリロイル基のみを含むこと、即ちメタクリレートであることが好ましい。
(他の(メタ)アクリレート)
上記組成物は、(メタ)アクリレートとして、脂環式の2官能(メタ)アクリレートを1種または2種以上含むことができ、非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートを1種または2種以上含むことができる。上記組成物は、これらの(メタ)アクリレートに加えて、他の(メタ)アクリレートを1種以上含んでもよく、含まなくてもよい。他の(メタ)アクリレートは、例えば組成物の粘度調整等のために使用することができる。他の(メタ)アクリレートは、例えば非環状または環状の2官能以上の(メタ)アクリレートであることができる。他の(メタ)アクリレートは、2~5官能の(メタ)アクリレートであることができ、2~4官能であることが好ましく、2官能または3官能であることがより好ましく、2官能であることが更に好ましい。他の(メタ)アクリレートの分子量は、例えば150~350の範囲であることができるが、この範囲に限定されるものではない。
上記組成物は、(メタ)アクリレートとして、脂環式の2官能(メタ)アクリレートを1種または2種以上含むことができ、非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートを1種または2種以上含むことができる。上記組成物は、これらの(メタ)アクリレートに加えて、他の(メタ)アクリレートを1種以上含んでもよく、含まなくてもよい。他の(メタ)アクリレートは、例えば組成物の粘度調整等のために使用することができる。他の(メタ)アクリレートは、例えば非環状または環状の2官能以上の(メタ)アクリレートであることができる。他の(メタ)アクリレートは、2~5官能の(メタ)アクリレートであることができ、2~4官能であることが好ましく、2官能または3官能であることがより好ましく、2官能であることが更に好ましい。他の(メタ)アクリレートの分子量は、例えば150~350の範囲であることができるが、この範囲に限定されるものではない。
一態様では、他の(メタ)アクリレートは、非環状の2官能(メタ)アクリレートであることができる。その具体例としては、例えば、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
上記組成物に含まれる2種以上の(メタ)アクリレートの合計量を100質量%とすると、脂環式の2官能(メタ)アクリレートの含有率は50質量%以上であることが好ましく、55質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが更に好ましい。また、脂環式の2官能(メタ)アクリレートの上記含有率は、例えば80質量%以下であることができ、80質量%超であることもできる。一方、非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートの含有率は、上記組成物に含まれる2種以上の(メタ)アクリレートの合計量を100質量%とすると、5質量%以上であることが好ましく、7質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることが更に好ましい。また、非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートの上記含有率は、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。脂環式の2官能(メタ)アクリレートと非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートとの合計含有率は、上記組成物に含まれる2種以上の(メタ)アクリレートの合計量を100質量%とすると、55質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、65質量%以上であることが更に好ましく、70質量%以上であることが一層好ましい。また、脂環式の2官能(メタ)アクリレートと非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートとの上記合計含有率は、例えば90質量%以下であることができ、85質量%以下であることもできる。一方、脂環式の2官能(メタ)アクリレートおよび非環状の3官能以上の(メタ)アクリレート以外の他の(メタ)アクリレートの含有率は、上記組成物に含まれる2種以上の(メタ)アクリレートの合計量を100質量%とすると、0質量%であることもでき、0質量%超であることもできる。上記組成物に他の(メタ)アクリレートが含まれる場合、その含有率は、上記組成物に含まれる2種以上の(メタ)アクリレートの合計量を100質量%とすると、3質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、7質量%以上であることが更に好ましく、10質量%以上であることがより好ましい。また、他の(メタ)アクリレートの上記含有率は、40質量%以下であることが好ましく、35質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。また、上記組成物は、(メタ)アクリレートを合計で、この組成物の全量100質量%に対して、例えば80~99.9質量%の含有率で含むことができる。
<フォトクロミック化合物>
上記組成物は、2種以上の(メタ)アクリレートとともにフォトクロミック化合物を含む。上記組成物に含まれるフォトクロミック化合物としては、フォトクロミック性を示す公知の化合物を使用することができる。フォトクロミック化合物は、例えば紫外線に対してフォトクロミック性を示すことができる。例えば、フォトクロミック化合物としては、フルギミド化合物、スピロオキサジン化合物、クロメン化合物、インデノ縮合ナフトピラン化合物等のフォトクロミック性を示す公知の骨格を有する化合物を例示できる。フォトクロミック化合物は、1種単独で使用することができ、2種以上を混合して使用することもできる。上記組成物のフォトクロミック化合物の含有率は、組成物全量を100質量%として、例えば0.1~15質量%程度とすることができるが、この範囲に限定されるものではない。
上記組成物は、2種以上の(メタ)アクリレートとともにフォトクロミック化合物を含む。上記組成物に含まれるフォトクロミック化合物としては、フォトクロミック性を示す公知の化合物を使用することができる。フォトクロミック化合物は、例えば紫外線に対してフォトクロミック性を示すことができる。例えば、フォトクロミック化合物としては、フルギミド化合物、スピロオキサジン化合物、クロメン化合物、インデノ縮合ナフトピラン化合物等のフォトクロミック性を示す公知の骨格を有する化合物を例示できる。フォトクロミック化合物は、1種単独で使用することができ、2種以上を混合して使用することもできる。上記組成物のフォトクロミック化合物の含有率は、組成物全量を100質量%として、例えば0.1~15質量%程度とすることができるが、この範囲に限定されるものではない。
<任意成分>
先に記載した(メタ)アクリレートは硬化性化合物であるため、(メタ)アクリレートを含む上記組成物は硬化性組成物であることができ、硬化処理が施されると硬化して硬化層を形成することができる。上記組成物は、硬化反応(重合反応ともいう)を開始するための重合開始剤を含むことができる。重合開始剤としては、硬化反応の種類に応じて、光重合開始剤、熱重合開始剤等の公知の重合開始剤を使用することができる。重合開始剤の使用量は、重合条件や重合開始剤の種類、硬化性組成物に含まれる硬化性化合物の種類に応じて決定すればよい。
先に記載した(メタ)アクリレートは硬化性化合物であるため、(メタ)アクリレートを含む上記組成物は硬化性組成物であることができ、硬化処理が施されると硬化して硬化層を形成することができる。上記組成物は、硬化反応(重合反応ともいう)を開始するための重合開始剤を含むことができる。重合開始剤としては、硬化反応の種類に応じて、光重合開始剤、熱重合開始剤等の公知の重合開始剤を使用することができる。重合開始剤の使用量は、重合条件や重合開始剤の種類、硬化性組成物に含まれる硬化性化合物の種類に応じて決定すればよい。
上記組成物には、更に、フォトクロミック化合物を含む組成物に添加され得る公知の添加剤、例えば、界面活性剤、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、光安定化剤、紫外線吸収剤、着色防止剤、帯電防止剤、蛍光染料、染料、顔料、香料、可塑剤、シランカップリング剤等の添加剤を任意の量で添加できる。これら添加剤としては、公知の化合物を使用することができる。
上記組成物は、以上説明した各種成分を同時または任意の順序で順次混合して調製することができる。
上記組成物は、光学物品用コーティング組成物である。光学物品用コーティング組成物とは、光学物品の製造のために基材等に塗布される組成物を意味する。光学物品としては、各種レンズが挙げられ、好ましくは眼鏡レンズを挙げることができる。上記組成物をレンズ基材に塗布して作製される眼鏡レンズは、フォトクロミック層を有する眼鏡レンズとなり、フォトクロミック性を示すことができる。
[眼鏡レンズおよび眼鏡レンズの製造方法]
本発明の一態様は、
レンズ基材と上記組成物を硬化させたフォトクロミック層とを有する眼鏡レンズ;ならびに、
レンズ基材上に上記組成物を塗布すること、および、
塗布された組成物に硬化処理を施すことによりフォトクロミック層を形成すること、
を含む眼鏡レンズの製造方法、
に関する。以下に、上記眼鏡レンズおよび眼鏡レンズの製造方法について更に詳細に説明する。
本発明の一態様は、
レンズ基材と上記組成物を硬化させたフォトクロミック層とを有する眼鏡レンズ;ならびに、
レンズ基材上に上記組成物を塗布すること、および、
塗布された組成物に硬化処理を施すことによりフォトクロミック層を形成すること、
を含む眼鏡レンズの製造方法、
に関する。以下に、上記眼鏡レンズおよび眼鏡レンズの製造方法について更に詳細に説明する。
<レンズ基材>
上記眼鏡レンズに含まれるレンズ基材は、プラスチックレンズ基材またはガラスレンズ基材であることができる。ガラスレンズ基材は、例えば無機ガラス製のレンズ基材であることができる。レンズ基材としては、軽量で割れ難く取扱いが容易であるという観点から、プラスチックレンズ基材が好ましい。プラスチックレンズ基材としては、(メタ)アクリル樹脂をはじめとするスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アリル樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂(CR-39)等のアリルカーボネート樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、イソシアネート化合物とジエチレングリコールなどのヒドロキシ化合物との反応で得られたウレタン樹脂、イソシアネート化合物とポリチオール化合物とを反応させたチオウレタン樹脂、分子内に1つ以上のジスルフィド結合を有する(チオ)エポキシ化合物を含有する硬化性組成物を硬化した硬化物(一般に透明樹脂と呼ばれる。)を挙げることができる。レンズ基材としては、染色されていないもの(無色レンズ)を用いてもよく、染色されているもの(染色レンズ)を用いてもよい。レンズ基材の屈折率は、例えば、1.60~1.75程度であることができる。ただしレンズ基材の屈折率は、上記範囲に限定されるものではなく、上記の範囲内でも、上記の範囲から上下に離れていてもよい。本発明および本明細書において、屈折率とは、波長500nmの光に対する屈折率をいうものとする。また、レンズ基材は、屈折力を有するレンズ(いわゆる度付レンズ)であってもよく、屈折力なしのレンズ(いわゆる度なしレンズ)であってもよい。
上記眼鏡レンズに含まれるレンズ基材は、プラスチックレンズ基材またはガラスレンズ基材であることができる。ガラスレンズ基材は、例えば無機ガラス製のレンズ基材であることができる。レンズ基材としては、軽量で割れ難く取扱いが容易であるという観点から、プラスチックレンズ基材が好ましい。プラスチックレンズ基材としては、(メタ)アクリル樹脂をはじめとするスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アリル樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂(CR-39)等のアリルカーボネート樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、イソシアネート化合物とジエチレングリコールなどのヒドロキシ化合物との反応で得られたウレタン樹脂、イソシアネート化合物とポリチオール化合物とを反応させたチオウレタン樹脂、分子内に1つ以上のジスルフィド結合を有する(チオ)エポキシ化合物を含有する硬化性組成物を硬化した硬化物(一般に透明樹脂と呼ばれる。)を挙げることができる。レンズ基材としては、染色されていないもの(無色レンズ)を用いてもよく、染色されているもの(染色レンズ)を用いてもよい。レンズ基材の屈折率は、例えば、1.60~1.75程度であることができる。ただしレンズ基材の屈折率は、上記範囲に限定されるものではなく、上記の範囲内でも、上記の範囲から上下に離れていてもよい。本発明および本明細書において、屈折率とは、波長500nmの光に対する屈折率をいうものとする。また、レンズ基材は、屈折力を有するレンズ(いわゆる度付レンズ)であってもよく、屈折力なしのレンズ(いわゆる度なしレンズ)であってもよい。
上記眼鏡レンズは、単焦点レンズ、多焦点レンズ、累進屈折力レンズ等の各種レンズであることができる。レンズの種類は、レンズ基材の両面の面形状により決定される。また、レンズ基材表面は、凸面、凹面、平面のいずれであってもよい。通常のレンズ基材および眼鏡レンズでは、物体側表面は凸面、眼球側表面は凹面である。ただし、本発明は、これに限定されるものではない。フォトクロミック層は、通常、レンズ基材の物体側表面上に設けることができるが、眼球側表面上に設けてもよい。
上記組成物を用いて形成されるフォトクロミック層は、レンズ基材の表面上に直接設けてもよく、一層以上の他の層を介して間接的に設けてもよい。他の層としては、フォトクロミック層とレンズ基材との密着性を向上させるためのプライマー層を挙げることができる。そのようなプライマー層は公知である。
<フォトクロミック層>
上記眼鏡レンズのフォトクロミック層は、レンズ基材の表面上に直接または一層以上の他の層を介して間接的に上記組成物を塗布し、塗布された組成物に硬化処理を施すことによって形成することができる。塗布方法としては、スピンコート法、ディップコート法等の公知の塗布方法を採用することができ、塗布の均一性の観点からはスピンコート法が好ましい。硬化処理は、光照射および/または加熱処理であることができ、短時間で硬化反応を進行させる観点からは光照射が好ましい。硬化処理条件は、上記組成物に含まれる各種成分(先に記載した(メタ)アクリレート、重合開始剤等)の種類や上記組成物の組成に応じて決定すればよい。こうして形成されるフォトクロミック層の厚さは、例えば5~80μmの範囲であることが好ましく、20~60μmの範囲であることがより好ましい。
上記眼鏡レンズのフォトクロミック層は、レンズ基材の表面上に直接または一層以上の他の層を介して間接的に上記組成物を塗布し、塗布された組成物に硬化処理を施すことによって形成することができる。塗布方法としては、スピンコート法、ディップコート法等の公知の塗布方法を採用することができ、塗布の均一性の観点からはスピンコート法が好ましい。硬化処理は、光照射および/または加熱処理であることができ、短時間で硬化反応を進行させる観点からは光照射が好ましい。硬化処理条件は、上記組成物に含まれる各種成分(先に記載した(メタ)アクリレート、重合開始剤等)の種類や上記組成物の組成に応じて決定すればよい。こうして形成されるフォトクロミック層の厚さは、例えば5~80μmの範囲であることが好ましく、20~60μmの範囲であることがより好ましい。
上記のフォトクロミック層を有する眼鏡レンズは、フォトクロミック層に加えて一層以上の機能性層を有してもよく、有さなくてもよい。機能性層としては、ハードコート層、反射防止層、撥水性または親水性の防汚層、防曇層等の眼鏡レンズの機能性層として公知の層を挙げることができる。
[眼鏡]
本発明の一態様は、上記眼鏡レンズを備えた眼鏡に関する。この眼鏡に含まれる眼鏡レンズの詳細については、先に記載した通りである。上記眼鏡レンズは、かかる眼鏡レンズを備えることにより、例えば屋外ではフォトクロミック層に含まれるフォトクロミック化合物が太陽光の照射を受けて発色することでサングラスのように防眩効果を発揮することができ、屋内に戻るとフォトクロミック化合物が退色することで透過性を回復することができる。上記眼鏡について、フレーム等の構成については、公知技術を適用することができる。
本発明の一態様は、上記眼鏡レンズを備えた眼鏡に関する。この眼鏡に含まれる眼鏡レンズの詳細については、先に記載した通りである。上記眼鏡レンズは、かかる眼鏡レンズを備えることにより、例えば屋外ではフォトクロミック層に含まれるフォトクロミック化合物が太陽光の照射を受けて発色することでサングラスのように防眩効果を発揮することができ、屋内に戻るとフォトクロミック化合物が退色することで透過性を回復することができる。上記眼鏡について、フレーム等の構成については、公知技術を適用することができる。
[光学物品および光学物品の製造方法]
本発明の一態様は、
基材と上記組成物を硬化させたフォトクロミック層とを有する光学部材;ならびに、
基材上に上記組成物を塗布すること、および、
塗布された組成物に硬化処理を施すことによりフォトクロミック層を形成すること、
を含む光学物品の製造方法、
に関する。
本発明の一態様は、
基材と上記組成物を硬化させたフォトクロミック層とを有する光学部材;ならびに、
基材上に上記組成物を塗布すること、および、
塗布された組成物に硬化処理を施すことによりフォトクロミック層を形成すること、
を含む光学物品の製造方法、
に関する。
上記光学物品の一態様は、先に記載した眼鏡レンズである。また、上記光学物品の一態様としては、ゴーグル用レンズ、サンバイザーのバイザー(ひさし)部分、ヘルメットのシールド部材等を挙げることもできる。これら光学物品用の基材上に上記組成物を塗布し、塗布された組成物に硬化処理を施すことによりフォトクロミック層を形成することによって、防眩機能を有する光学物品を得ることができる。
以下、本発明を実施例により更に説明する。ただし本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。
[実施例1]
<光学物品用コーティング組成物の調製>
プラスチック製容器内で、(メタ)アクリレートの合計100質量%に対して、68質量%のトリシクロデカンジメタノールジメタクリレート(脂環式の2官能(メタ)アクリレート)、12質量%のトリメチロールプロパントリメタクリレート(非環状の3官能(メタ)アクリレート)、20質量%のネオペンチルグリコールジメタクリレート(他の(メタ)アクリレート)を混合し、(メタ)アクリレート混合物を調製した。この(メタ)アクリレート混合物に、フォトクロミック化合物(米国特許第5645767号明細書に記載の構造式で示されるインデノ縮合ナフトピラン化合物)、光重合開始剤(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)、酸化防止剤(ビス[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオン酸][エチレンビス(オキシエチレン)])、光安定化剤(セバシン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル))を混合し十分に撹拌した後、シランカップリング剤(γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン)を撹拌しながら滴下した。その後、自動公転方式撹拌脱泡装置で脱泡した。
以上の方法により、下記表1に示す組成を有する光学物品用コーティング組成物を調製した。
<光学物品用コーティング組成物の調製>
プラスチック製容器内で、(メタ)アクリレートの合計100質量%に対して、68質量%のトリシクロデカンジメタノールジメタクリレート(脂環式の2官能(メタ)アクリレート)、12質量%のトリメチロールプロパントリメタクリレート(非環状の3官能(メタ)アクリレート)、20質量%のネオペンチルグリコールジメタクリレート(他の(メタ)アクリレート)を混合し、(メタ)アクリレート混合物を調製した。この(メタ)アクリレート混合物に、フォトクロミック化合物(米国特許第5645767号明細書に記載の構造式で示されるインデノ縮合ナフトピラン化合物)、光重合開始剤(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)、酸化防止剤(ビス[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオン酸][エチレンビス(オキシエチレン)])、光安定化剤(セバシン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル))を混合し十分に撹拌した後、シランカップリング剤(γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン)を撹拌しながら滴下した。その後、自動公転方式撹拌脱泡装置で脱泡した。
以上の方法により、下記表1に示す組成を有する光学物品用コーティング組成物を調製した。
<眼鏡レンズの作製>
プラスチックレンズ基材(HOYA社製商品名EYAS;中心肉厚2.5mm、半径75mm、S-4.00)を10質量%水酸化ナトリウム水溶液(液温60℃)に5分間浸漬処理した後に純水で洗浄し乾燥させた。その後、このプラスチックレンズ基材の凸面(物体側表面)にプライマー層を形成した。詳しくは、水系ポリウレタン樹脂液(ポリカーボネートポリオール系ポリウレタンエマルジョン;粘度100CPS、固形分濃度38質量%)を温度25℃相対湿度50%の環境においてプラスチックレンズ基材の凸面にスピンコート法により塗布した後、15分間自然乾燥させることにより、厚さ5.5μmのプライマー層を形成した。
上記プライマー層の上に、上記で調製した組成物をスピンコート法により塗布した。スピンコートは、特開2005-218994号公報に記載の方法により行った。その後、プラスチックレンズ基材上に塗布された上記組成物に対して窒素雰囲気中(酸素濃度500ppm以下)で紫外線(波長405nm)を照射し、この組成物を硬化させてフォトクロミック層を形成した。形成されたフォトクロミック層の厚さは45μmであった。
実施例および比較例について、それぞれ光照射時間を変えることでフォトクロミック層の硬化反応の進行の程度を変えた眼鏡レンズを複数作製した。
プラスチックレンズ基材(HOYA社製商品名EYAS;中心肉厚2.5mm、半径75mm、S-4.00)を10質量%水酸化ナトリウム水溶液(液温60℃)に5分間浸漬処理した後に純水で洗浄し乾燥させた。その後、このプラスチックレンズ基材の凸面(物体側表面)にプライマー層を形成した。詳しくは、水系ポリウレタン樹脂液(ポリカーボネートポリオール系ポリウレタンエマルジョン;粘度100CPS、固形分濃度38質量%)を温度25℃相対湿度50%の環境においてプラスチックレンズ基材の凸面にスピンコート法により塗布した後、15分間自然乾燥させることにより、厚さ5.5μmのプライマー層を形成した。
上記プライマー層の上に、上記で調製した組成物をスピンコート法により塗布した。スピンコートは、特開2005-218994号公報に記載の方法により行った。その後、プラスチックレンズ基材上に塗布された上記組成物に対して窒素雰囲気中(酸素濃度500ppm以下)で紫外線(波長405nm)を照射し、この組成物を硬化させてフォトクロミック層を形成した。形成されたフォトクロミック層の厚さは45μmであった。
実施例および比較例について、それぞれ光照射時間を変えることでフォトクロミック層の硬化反応の進行の程度を変えた眼鏡レンズを複数作製した。
[実施例2]
脂環式の2官能(メタ)アクリレートをトリシクロデカンジメタノールジアクリレートに変更した点以外、実施例1と同様にしてフォトクロミック層を有する眼鏡レンズを作製した。
脂環式の2官能(メタ)アクリレートをトリシクロデカンジメタノールジアクリレートに変更した点以外、実施例1と同様にしてフォトクロミック層を有する眼鏡レンズを作製した。
[実施例3]
ネオペンチルグリコールジメタクリレートを使用しなかった点以外、実施例1と同様にしてフォトクロミック層を有する眼鏡レンズを作製した。
ネオペンチルグリコールジメタクリレートを使用しなかった点以外、実施例1と同様にしてフォトクロミック層を有する眼鏡レンズを作製した。
[比較例1]
脂環式の2官能(メタ)アクリレートに代えて、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(2,2ビス[4-(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパン(EO10mol))を使用した点以外、実施例1と同様にしてフォトクロミック層を有する眼鏡レンズを作製した。
脂環式の2官能(メタ)アクリレートに代えて、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(2,2ビス[4-(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパン(EO10mol))を使用した点以外、実施例1と同様にしてフォトクロミック層を有する眼鏡レンズを作製した。
[比較例2]
脂環式の2官能(メタ)アクリレートに代えて、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量508)を使用した点以外、実施例1と同様にしてフォトクロミック層を有する眼鏡レンズを作製した。
脂環式の2官能(メタ)アクリレートに代えて、ポリエチレングリコールジアクリレート(分子量508)を使用した点以外、実施例1と同様にしてフォトクロミック層を有する眼鏡レンズを作製した。
[評価方法]
<発色濃度>
JIS T7333:2005に準じた以下の方法によって発色濃度の評価を行った。
実施例および比較例の各眼鏡レンズのフォトクロミック層に対し、キセノンランプを使用してエアロマスフィルターを介して15分間(900秒)、フォトクロミック層の表面に対して光照射し、フォトクロミック層中のフォトクロミック化合物を発色させた。この発色時の透過率(測定波長:550nm)を大塚電子工業社製分光光度計により測定した。上記光照射は、JIS T7333:2005に規定されているように放射照度および放射照度の許容差が下記表2に示す値となるように行った。
<発色濃度>
JIS T7333:2005に準じた以下の方法によって発色濃度の評価を行った。
実施例および比較例の各眼鏡レンズのフォトクロミック層に対し、キセノンランプを使用してエアロマスフィルターを介して15分間(900秒)、フォトクロミック層の表面に対して光照射し、フォトクロミック層中のフォトクロミック化合物を発色させた。この発色時の透過率(測定波長:550nm)を大塚電子工業社製分光光度計により測定した。上記光照射は、JIS T7333:2005に規定されているように放射照度および放射照度の許容差が下記表2に示す値となるように行った。
上記で測定される透過率の値が小さいほどフォトクロミック化合物が高濃度に発色していることを意味する。
図1に、発色濃度の評価結果として、フォトクロミック層形成時の光照射時間に対して上記で求められた透過率をプロットしたグラフを示す。
<光応答性(退色速度)>
光応答性(退色速度)を以下の方法により評価した。
実施例および比較例の各眼鏡レンズの光照射前(未発色状態)の透過率(測定波長:550nm)を大塚電子工業社製分光光度計により測定した。ここで測定された透過率を「初期透過率」と呼ぶ。
実施例および比較例の各眼鏡レンズのフォトクロミック層に対し、キセノンランプを使用してエアロマスフィルターを介して15分間(900秒)、フォトクロミック層の表面に対して光照射し、フォトクロミック層中のフォトクロミック化合物を発色させ、発色時透過率を上記と同様に測定した。
その後、光照射を止めた時間から透過率が[(初期透過率-発色時透過率)/2]となるまでに要する時間(半減期)を測定した。こうして測定される半減期の値が小さいほど、退色速度が速く光応答性に優れると判断することができる。
光応答性(退色速度)を以下の方法により評価した。
実施例および比較例の各眼鏡レンズの光照射前(未発色状態)の透過率(測定波長:550nm)を大塚電子工業社製分光光度計により測定した。ここで測定された透過率を「初期透過率」と呼ぶ。
実施例および比較例の各眼鏡レンズのフォトクロミック層に対し、キセノンランプを使用してエアロマスフィルターを介して15分間(900秒)、フォトクロミック層の表面に対して光照射し、フォトクロミック層中のフォトクロミック化合物を発色させ、発色時透過率を上記と同様に測定した。
その後、光照射を止めた時間から透過率が[(初期透過率-発色時透過率)/2]となるまでに要する時間(半減期)を測定した。こうして測定される半減期の値が小さいほど、退色速度が速く光応答性に優れると判断することができる。
上記評価後の眼鏡レンズのフォトクロミック層の硬さ(マルテンス硬さ)を、以下の方法により測定した。フォトクロミック層の硬化反応の進行の程度はフォトクロミック層の硬さで判断することができ、フォトクロミック層が硬いほど硬化反応がより進行していると判断できる。
エリオニクス社製超微小押し込み硬さ試験機ENT-2100を使用して、フォトクロミック層の表面に荷重100mgfで圧子を押し込み、このときに圧子が侵入した表面積を押し込み深さから測定し、「荷重/圧子が侵入した表面積」としてマルテンス硬さ(kgf/mm2)を求めた。
エリオニクス社製超微小押し込み硬さ試験機ENT-2100を使用して、フォトクロミック層の表面に荷重100mgfで圧子を押し込み、このときに圧子が侵入した表面積を押し込み深さから測定し、「荷重/圧子が侵入した表面積」としてマルテンス硬さ(kgf/mm2)を求めた。
図2に、光応答性(退色速度)の評価結果として、実施例1~3および比較例1について、上記で求められたフォトクロミック層のマルテンス硬さに対して半減期をプロットしたグラフを示す。
図1に示す結果から、発色濃度の観点からは、実施例1~3および比較例1の眼鏡レンズは、比較例2の眼鏡レンズより優れていることが確認できる。
一方、光応答性(退色速度)の観点から実施例1~3と比較例1とを対比すると、図2に示されているように、実施例1~3の眼鏡レンズは同様の硬さでの半減期の値が比較例1より小さく、光応答性に優れている。
以上の結果から、実施例1~3の眼鏡レンズは、フォトクロミック層に含まれるフォトクロミック化合物の発色濃度が高く、かつ光応答性に優れることが確認された。
一方、光応答性(退色速度)の観点から実施例1~3と比較例1とを対比すると、図2に示されているように、実施例1~3の眼鏡レンズは同様の硬さでの半減期の値が比較例1より小さく、光応答性に優れている。
以上の結果から、実施例1~3の眼鏡レンズは、フォトクロミック層に含まれるフォトクロミック化合物の発色濃度が高く、かつ光応答性に優れることが確認された。
図3は、実施例および比較例の各眼鏡レンズについて、硬化性の評価結果として、フォトクロミック層形成時の光照射時間に対して上記で測定されたマルテンス硬さをプロットしたグラフである。図3に示す結果から、実施例1~3の眼鏡レンズは、同様の光照射時間でのフォトクロミック層のマルテンス硬さが比較例1、2の眼鏡レンズより高かった。この結果から、(メタ)アクリレートとして脂環式の2官能(メタ)アクリレートと非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートとを併用することは、高硬度のフォトクロミック層を形成するうえでも好ましいことが確認できる。
最後に、前述の各態様を総括する。
一態様によれば、フォトクロミック化合物および2種以上の(メタ)アクリレートを含み、上記2種以上の(メタ)アクリレートは、脂環式の2官能(メタ)アクリレートと非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートとを含む光学物品用コーティング組成物が提供される。
上記光学物品用コーティング組成物によれば、光応答性に優れ、かつ高濃度で発色可能なフォトクロミック層を形成することができる。
一態様では、上記2種以上の(メタ)アクリレートは、非環状の2官能(メタ)アクリレートを更に含むことができる。
一態様では、上記組成物は、上記脂環式の2官能(メタ)アクリレートを、上記2種以上の(メタ)アクリレートの合計量に対して50質量%以上含むことができる。
一態様では、上記脂環式の2官能(メタ)アクリレートは、メタクリレートであることができる。
一態様によれば、レンズ基材と上記組成物を硬化させたフォトクロミック層とを有する眼鏡レンズが提供される。
上記眼鏡レンズは、光応答性に優れ、かつ高濃度で発色可能なフォトクロミック層を有することができる。
一態様によれば、上記眼鏡レンズを備えた眼鏡が提供される。
一態様によれば、基材と上記組成物を硬化させたフォトクロミック層とを有する光学物品が提供される。
一態様によれば、基材上に上記組成物を塗布すること、および、塗布された組成物に硬化処理を施すことによりフォトクロミック層を形成することを含む光学物品の製造方法が提供される。
上記製造方法によれば、防眩機能を有する光学物品を提供することができる。
一態様では、上記光学物品は、眼鏡レンズ、ゴーグル用レンズ、サンバイザーのバイザー部分、ヘルメットのシールド部材等であることができる。
本明細書に記載の各種態様は、任意の組み合わせで2つ以上を組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明は、眼鏡、ゴーグル、サンバイザー、ヘルメット等の技術分野において有用である。
Claims (15)
- フォトクロミック化合物および2種以上の(メタ)アクリレートを含み、
前記2種以上の(メタ)アクリレートは、
脂環式の2官能(メタ)アクリレートと、
非環状の3官能以上の(メタ)アクリレートと、
を含む、光学物品用コーティング組成物。 - 前記2種以上の(メタ)アクリレートは、非環状の2官能(メタ)アクリレートを更に含む、請求項1に記載の光学物品用コーティング組成物。
- 前記脂環式の2官能(メタ)アクリレートを、前記2種以上の(メタ)アクリレートの合計量に対して50質量%以上含む、請求項1または2に記載の光学物品用コーティング組成物。
- 前記脂環式の2官能(メタ)アクリレートは、メタクリレートである、請求項1~3のいずれか1項に記載の光学物品用コーティング組成物。
- レンズ基材と、
請求項1~4のいずれか1項に記載の光学物品用コーティング組成物を硬化させたフォトクロミック層と、
を有する眼鏡レンズ。 - 請求項5に記載の眼鏡レンズを備えた眼鏡。
- 基材と、
請求項1~4のいずれか1項に記載の光学物品用コーティング組成物を硬化させたフォトクロミック層と、
を有する光学物品。 - ゴーグル用レンズである、請求項7に記載の光学物品。
- サンバイザーのバイザー部分である、請求項7に記載の光学物品。
- ヘルメットのシールド部材である、請求項7に記載の光学物品。
- 基材上に請求項1~4のいずれか1項に記載の光学物品用コーティング組成物を塗布すること、および、
前記塗布された光学物品用コーティング組成物に硬化処理を施すことによりフォトクロミック層を形成すること、
を含む光学物品の製造方法。 - 前記光学物品は、眼鏡レンズである、請求項11に記載の光学物品の製造方法。
- 前記光学物品は、ゴーグル用レンズである、請求項11に記載の光学物品の製造方法。
- 前記光学物品は、サンバイザーのバイザー部分である、請求項11に記載の光学物品の製造方法。
- 前記光学物品は、ヘルメットのシールド部材である、請求項11に記載の光学物品の製造方法。
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