(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024057997
(43)【公開日】2024-04-25
(54)【発明の名称】光学材料用組成物、硬化体、光学物品、レンズ、及び眼鏡
(51)【国際特許分類】
C08G 18/66 20060101AFI20240418BHJP
C08G 18/48 20060101ALI20240418BHJP
C08L 75/04 20060101ALI20240418BHJP
C08K 5/151 20060101ALI20240418BHJP
C08G 18/38 20060101ALI20240418BHJP
C08F 290/06 20060101ALI20240418BHJP
G02B 1/04 20060101ALI20240418BHJP
【FI】
C08G18/66 066
C08G18/48
C08L75/04
C08K5/151
C08G18/38 076
C08F290/06
G02B1/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022165062
(22)【出願日】2022-10-13
(71)【出願人】
【識別番号】000003182
【氏名又は名称】株式会社トクヤマ
(74)【代理人】
【識別番号】100145713
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 竜太
(74)【代理人】
【識別番号】100136939
【弁理士】
【氏名又は名称】岸武 弘樹
(74)【代理人】
【識別番号】100087893
【弁理士】
【氏名又は名称】中馬 典嗣
(72)【発明者】
【氏名】野口 誉夫
(72)【発明者】
【氏名】森 力宏
【テーマコード(参考)】
4J002
4J034
4J127
【Fターム(参考)】
4J002CK041
4J002EL096
4J002FD050
4J002FD090
4J002FD206
4J002GP01
4J034BA08
4J034CA13
4J034CA15
4J034CA16
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4J034CB05
4J034CB07
4J034CC03
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4J034CC62
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4J034HA01
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4J127AA03
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4J127BC151
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4J127BE341
4J127BF171
4J127BF17Y
4J127BG141
4J127BG14X
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4J127BG14Z
4J127BG171
4J127BG17Z
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4J127CB374
4J127CC114
4J127CC191
4J127DA64
4J127EA13
4J127FA21
4J127FA24
4J127FA25
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、機能性色素の優れた性能を実現可能な光学材料用組成物、硬化体、光学物品、レンズ及び眼鏡を提供することにある。
【解決手段】実施形態によると、光学材料用組成物が提供される。光学材料用組成物は、式(I)に表される光学材料用化合物と、ラジカル重合性基を有する化合物、重付加反応性基を有する化合物、及び前記重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とを含む。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(I)に表される光学材料用化合物と、
ラジカル重合性基を有する化合物、重付加反応性基を有する化合物、及び前記重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と
を含む光学材料用組成物:
【化1】
上記式(I)において、
p及びqは、それぞれ独立に、1以上43以下であり、
p+qは、2以上44以下であり、
X
1、及びX
2は、それぞれ独立に、水素、メルカプトエチル基、3-メルカプトプロパノイル基、アリル基、アクリロイル基、又は、メタクリロイル基であり、
R
1は、下記式(Ia)、又は、(Ib)で表される2価の基であり、
R
2及びR
3は、メチレン基、又は、エチレン基であり、
【化2】
上記式(Ia)において、
R
11は、炭素数2以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基であり、
R
12及びR
13は、R
11と異なる構造を有する、炭素数3以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基であり、
aは、1以上27以下であり、
m及びnは、それぞれ独立に、1以上32以下であり、
m+nは、2以上32以下であり、
【化3】
上記式(Ib)において、
R
14は、炭素数3以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基であり、
R
15は、R
14と異なる構造を有する、炭素数3以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基であり、
bは、1以上25以下であり、
cは、1以上31以下である。
【請求項2】
前記光学材料用化合物の日本産業規格 K 1557-1:2007による水酸基価若しくは核磁気共鳴(NMR)法から算出される数平均分子量が、500以上2000以下である請求項1に記載の光学材料用組成物。
【請求項3】
前記光学材料用化合物の数平均分子量に対して、R2O鎖のNMR法による数平均分子量及びR3O鎖のNMR法による数平均分子量の合計が占める割合は、4%以上97%以下である請求項1に記載の光学材料用組成物。
【請求項4】
前記光学材料用化合物の数平均分子量に対して、R1基のNMR法による数平均分子量が占める割合は、3%以上96%以下である請求項1に記載の光学材料用組成物。
光学材料用組成物。
【請求項5】
前記ラジカル重合性基は、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びアリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を含む請求項1に記載の光学材料用組成物。
【請求項6】
前記重付加反応性基は、イソシアネート基、イソチオシアネート基、及びエポキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を含む請求項1に記載の光学材料用組成物。
【請求項7】
前記反応性基は、水酸基、アミノ基、メルカプト基、及びカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を含む請求項1に記載の光学材料用組成物。
【請求項8】
前記光学材料用化合物が占める割合は、5質量%以上60質量%以下である請求項1に記載の光学材料用組成物。
【請求項9】
機能性色素を更に含む請求項1に記載の光学材料用組成物。
【請求項10】
フォトクロミック化合物を更に含む請求項1に記載の光学材料用組成物。
【請求項11】
前記ラジカル重合性基を有する化合物、又は、前記重付加反応性基を有する化合物及び前記重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物を含む請求項1に記載の光学材料用組成物。
【請求項12】
請求項1に記載の光学材料用組成物の硬化体。
【請求項13】
請求項12に記載の硬化体を含む光学物品。
【請求項14】
請求項12に記載の硬化体を含むレンズ。
【請求項15】
請求項14に記載のレンズを含む眼鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学材料用組成物、硬化体、光学物品、レンズ、及び眼鏡に関する。
【背景技術】
【0002】
フォトクロミック化合物は、太陽光のような紫外線を含む光の照射により、吸収スペクトルの異なる2以上の異性体を可逆的に取り得る化合物である。例えば、無色の消色状態のフォトクロミック化合物に紫外線を照射すると、速やかに色が変わり、有色の発色状態へと異性化する。このような性質を有するフォトクロミック化合物は、例えば、屋外では暗色を示し、屋内では透明である調光サングラスのレンズ用材料として使用されている。
調光サングラスは、例えば、フォトクロミック化合物を含む重合性組成物を硬化させて得られるプラスチックレンズを用いる。調光レンズにおけるフォトクロミック化合物の反応性や耐久性等の性能を向上させるために、重合性組成物に種々の高分子化合物を添加することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第2021/241596号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、機能性色素の優れた性能を実現可能な光学材料用組成物、硬化体、光学物品、レンズ及び眼鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態によると、光学材料用組成物が提供される。光学材料用組成物は、式(I)に表される光学材料用化合物と、ラジカル重合性基を有する化合物、重付加反応性基を有する化合物、及び前記重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とを含む。
【化1】
式(I)において、p及びqは、それぞれ独立に、1以上43以下である。p+qは、2以上44以下である。X
1及びX
2は、それぞれ独立に、水素、メルカプトエチル基、3-メルカプトプロパノイル基、アリル基、アクリロイル基、又は、メタクリロイル基である。R
1は、下記式(Ia)、又は、(Ib)で表される2価の基である。R
2及びR
3は、メチレン基、又は、エチレン基である。
【化2】
式(Ia)において、R
11は、炭素数2以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基である。R
12及びR
13は、R
11と異なる構造を有する基である。R
12及びR
13は、炭素数3以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基である。aは、1以上27以下である。m及びnは、それぞれ独立に、1以上32以下である。m+nは、2以上32以下である。
【化3】
式(Ib)において、R
14は、炭素数3以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基である。R
15は、R
14と異なる構造を有する基である。R
15は、炭素数3以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基である。bは、1以上25以下である。cは、1以上31以下である。
【0006】
実施形態によると、硬化体が提供される。硬化体は、実施形態に係る光学材料用組成物の硬化体である。
【0007】
実施形態によると、光学物品が提供される。光学物品は、実施形態に係る硬化体を含む。
【0008】
実施形態によると、レンズが提供される。レンズは、実施形態に係る光学物品を含む。
【0009】
実施形態によると、眼鏡が提供される。眼鏡は、実施形態に係るレンズを含む。
【発明の効果】
【0010】
本発明によると、機能性色素の優れた性能を実現可能な光学材料用組成物、硬化体、光学物品、レンズ及び眼鏡が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0011】
[光学材料用組成物]
実施形態に係る光学材料用組成物は、式(I)に表される光学材料用化合物と、その他マトリックス形成用化合物とを含む。マトリックス形成用化合物は、ラジカル重合性基を有する化合物、重付加反応性基を有する化合物、及び重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含む。
【0012】
実施形態に係る光学材料用組成物の硬化体においては、式(I)に表される光学材料用化合物によりミクロ相分離構造が形成されるため、機能性色素の性能を高めることができる。この理由について、以下に説明する。
【0013】
先ず、機能性色素は、可視光線の選択的吸収能を有する化合物、並びに、光、熱、電場、又は圧力等のエネルギーにより発色、消色、又は変色する化合物を含む。このような機能性色素は、特定の条件下で構造変化することにより、特定の機能を発揮し得る。一般的に、プラスチック硬化体のマトリックスは、剛直な構造を有する。そのため、硬化体中の機能性色素は、溶液中と比較して構造変化を生じにくく、その機能が制限され得る。
式(I)に表される光学材料用化合物において、R1部は、R1部の両端に配置される添え字p及びqが添えられた繰り返し構造部、すなわち、R2O部及びR3O部の各々よりも炭素数が多い。したがって、R1部は、R2O部及びR3O部よりも高い疎水性を示す。親水性の比較的高いマトリックス中においては、疎水性の比較的高いR1部同士が凝集し、疎水性ドメインを形成すると考えられる。この疎水性ドメインは、周囲の親水性マトリックスと比較して柔軟な領域である。そして、比較的疎水性である機能性色素は、この疎水性ドメイン内に配置され易くなるため、剛直な親水性マトリックス内に位置する場合と比較して、構造変化が妨げられにくく、優れた機能性を発揮できる。ここで、R1部の凝集が過剰に生じると、硬化体に白濁が生じ、光学特性が失われ得る。式(I)に表される光学材料用化合物は、R1部がR11O部、R12O部、及びR13O部、若しくは、R14O部及びR15O部を含む構造、すなわち、少なくとも2種類の繰り返し構造を有するため、R1部の過剰な凝集が抑制される。また、R1部の両端に親水性の比較的高いR2O部及びR3O部が配置されることにより、親水性の比較的高いマトリックスとの相溶性が高まり、R1部の過剰な凝集を抑制できる。疎水性の比較的高いマトリックス中においては、上記とは反対に、R1部が疎水性マトリックスとの相溶性を高め、R2O部及びR3O部が親水性ドメインを形成できると考えられる。
【0014】
親水性の比較的高いマトリックスとして、ポリウレタンを、また、X1及びX2が水素である式(I)に表される光学材料用化合物、すなわち、ジオールである式(I)に表される光学材料用化合物を用いた場合を一例に挙げて、より具体的に説明する。
【0015】
先ず、ポリウレタンは、重付加反応性基であるイソシアネート基(-N=C=O)と、重付加反応性基と反応する反応性基であるヒドロキシル基(-OH)とが重付加することにより生成するウレタン結合(-OC(=O)N(H)-)を複数含む樹脂である。イソシアネート基を両末端に有するジイソシアネートと、ヒドロキシル基を両末端に有するジオールとが重付加反応すると、ウレタン結合を複数含む直鎖状の高分子鎖が形成される。ポリウレタンにおいては、この高分子鎖の複数のウレタン結合のアミン部位(-N(H)-)において、高分子鎖間で水素結合が生じ、これにより強い分子間相互作用が生じるため、剛直なマトリックスを形成すると考えられる。ここで、ジオールの一種として、式(I)に表される光学材料用化合物が含まれると、R1部、R2O部及びR3O部からなる水素結合が生じない部位を含む直鎖状の高分子鎖が形成される。R1部は、疎水性が比較的高いため、ポリウレタン内で互いに凝集し易い。そのため、複数の高分子鎖が互いに水素結合で結ばれた構造内に、R1部、R2O部及びR3O部からなる水素結合が生じない部位が凝集した疎水性ドメインが形成される。この疎水性ドメインは、内部に水素結合が存在しないため、高分子鎖が互いに水素結合で結ばれたウレタンマトリックスと比較して、より柔軟である。そして、上述したように、比較的疎水性である機能性色素は、この疎水性ドメイン内に配置され易くなるため、構造変化が妨げられにくく、優れた機能性を発揮できる。
【0016】
(式(I)に表される光学材料用化合物)
式(I)に表される光学材料用化合物は、例えば、レンズ、フィルター、フィルム、窓材等の光学物品形成用の化合物として使用し得る。この光学材料用化合物は、常温下において、例えば、無色透明ないしは半透明な液状である。この光学材料用化合物は、ジオール、ジチオール、ジアクリレート、又は、ジメタクリレートであり得る。光学材料用化合物の構造は、例えば、核磁気共鳴分光分析で同定できる。
【0017】
【0018】
式(I)において、X1及びX2は、それぞれ独立に、水素、メルカプトエチル基、3-メルカプトプロパノイル基、アリル基、アクリロイル基、又は、メタクリロイル基である。
【0019】
X1及びX2は、マトリックスの主成分となる化合物と反応可能、若しくは、相溶性が高い基であることが好ましい。したがって、X1及びX2はマトリックスの種類に基づいて決定され得る。例えば、(チオ)ウレタン樹脂用の光学材料用化合物として用いる場合、X1及びX2は、水素、メルカプトエチル基、又は、3-メルカプトプロパノイル基であることが好ましい。(メタ)アクリル樹脂用の光学材料用化合物として用いる場合、X1及びX2アリル基、アクリロイル基、又は、メタクリロイル基であることが好ましい。
【0020】
R2及びR3は、メチレン基、又は、エチレン基である。すなわち、繰り返し単位R2O及びR3Oは、(ポリ)メチレンオキシド又は(ポリ)エチレンオキシドである。R2O鎖及びR3O鎖は、それぞれ、R1基よりも親水性である。
【0021】
式(I)において、pは、繰り返し単位R2Oの繰り返し数である。qは、繰り返し単位R3Oの繰り返し数である。p及びqは、それぞれ独立に、1以上43以下である。p及びqは、2以上であってもよく、3以上であってもよく、5以上であってもよく、7以上であってもよい。p及びqは、10以下であってもよく、15以下であってもよく、20以下であってもよい。
【0022】
p+qは、2以上44以下である。pは、qと同一の数であってもよく、異なる数であってもよい。p及びqの値が大きいと、光学材料用化合物の親水性が高まる傾向にあり、(チオ)ウレタンマトリックス内における光学材料用化合物の相溶性が高まる傾向にある。p+qは、4以上であってもよく、6以上であってもよく、7以上であってもよく、10以上であってもよい。p+qは、15以下であってもよく、16以下であってもよく、20以下であってもよく、28以下であってもよい。
【0023】
R1は、下記式(Ia)、又は、(Ib)で表される2価の基である。下記式(Ia)を有する式(I)に表される光学材料用化合物は、R12O基及びR13O基のブロック付加体に、R2O基及びR3O基がブロック付加した化合物であり得る。下記式(Ib)を有する式(I)に表される光学材料用化合物は、R14O基及びR15O基のランダム付加体に、R2O基及びR3O基がブロック付加した化合物であり得る。
【0024】
【0025】
式(Ia)において、R11は、炭素数2以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基である。R11は、炭素数3以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基であることが好ましく、ノルマルブチレン基又はイソブチレン基(-CH2CH(CH2CH3)-)であることがより好ましい。R11は、直鎖状のアルキレン基であることが好ましい。
【0026】
R12及びR13は、炭素数3以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基である。すなわち、繰り返し単位R11O、R12O及びR13Oは、それぞれ、(ポリ)アルキレンオキシドである。R12及びR13は、互いに同一の基である。
【0027】
R12及びR13は、R11と異なる構造を有する基である。R12及びR13が、R11と異なる構造を有することにより、光学材料用化合物の凝集が抑制され、白濁が生じにくくなる傾向にある。R12及びR13は、R2及びR3よりも疎水性が高い基であることが好ましい。R12O鎖及びR13O鎖の両方が存在し、それぞれの疎水性がR2O鎖及びR3O鎖よりも高いことが好ましい。このような形態にあると、光学材料用化合物の疎水性ドメインを形成する効果と凝集の抑制効果との双方が得られやすい。R12及びR13は、分岐状のアルキレン基であることが好ましく、炭素数3以上5以下の分岐状のアルキレン基であることがより好ましく、イソプロピレン基(-CH2CH(CH3)-)であることが更に好ましい。
【0028】
aは、1以上27以下である。aの数が大きいと、光学材料用化合物の疎水性が高まる傾向にある。aは、2以上であってもよく、3以上であってもよい。aは、5以下であってもよく、9以下であってもよく、15以下であってもよい。
m及びnは、それぞれ独立に、1以上32以下である。m及びnの数が大きいと、光学材料用化合物の疎水性が高まる傾向にある。m及びnは、それぞれ独立に、2以上であってもよく、3以上であってもよく、5以上であってもよく、7以上であってもよい。m及びnは、10以下であってもよく、13以下であってもよく、15以下であってもよい。mは、nと同一の数であってもよく、異なる数であってもよい。
m+nは、2以上32以下である。m+nは、4以上であってもよく、6以上であってもよく、7以上であってもよく、10以上であってもよい。m+nは、13以下であってもよく、15以下であってもよく、20以下であってもよい。
【0029】
【0030】
式(Ib)において、R14は、炭素数3以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基である。R14は、上述したR11と同様の基であり得る。
R15は、R14と異なる構造を有する基である。R15は、炭素数3以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基である。R15は、上述したR12及びR13と同様の基であり得る。
bは、1以上25以下である。bの数が大きいと、光学材料用化合物の疎水性が高まる傾向にある。bは、2以上であってもよく、3以上であってもよく、5以上であってもよく、7以上であってもよい。bは、9以下であってもよく、10以下であってもよく、13以下であってもよく、15以下であってもよい。
cは、1以上31以下である。cの数が大きいと、光学材料用化合物の疎水性が高まる傾向にある。cは、2以上であってもよく、3以上であってもよく、5以上であってもよく、7以上であってもよい。cは、10以下であってもよく、13以下であってもよく、15以下であってもよく、20以下であってもよい。
【0031】
光学材料用化合物の具体例は、下記のとおりである。
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
光学材料用化合物の数平均分子量は、例えば、500以上2000以下である。数平均分子量が大きい光学材料用化合物を用いると、硬化体のフォトクロミック性能が向上する傾向にある。数平均分子量が小さな光学材料用化合物を用いると、硬化体の光学特性が向上する(白濁が抑制される)傾向にある。光学材料用化合物の数平均分子量は、800以上1600以下であることが好ましい。水酸基を有する光学材料用化合物の数平均分子量は、日本産業規格(JIS) K 1557-1:2007による水酸基価から算出できる。水酸基を有さない光学材料用化合物の数平均分子量は、核磁気共鳴(NMR)分光分析により算出できる。
【0036】
光学材料用化合物の数平均分子量に対して、R2O鎖の数平均分子量及びR3O鎖の数平均分子量の合計が占める割合は、例えば、4%以上97%以下である。この割合が高い光学材料用化合物は、親水性が高い傾向にある。この割合は、10%以上70%以下であることが好ましく、20%以上60%以下であることがより好ましく、30%以上50%以下であることが更に好ましい。R2O鎖及びR3O鎖の数平均分子量は、NMR法と上記光学材料用化合物の数平均分子量とを組み合わせることにより算出できる。ここで、R2O鎖及びR3O鎖とは、それぞれ、R2O基及びR3O基を繰り返し数分繰り返してなるドメインを意味する。
【0037】
R1基の数平均分子量は、例えば、300以上1500以下である。R1基の数平均分子量が高い光学材料用化合物は、疎水性が高い傾向にある。R1基の数平均分子量は、450以上1300以下であることが好ましく、600以上1000以下であることがより好ましい。R1基の数平均分子量は、NMR法と上記光学材料用化合物の数平均分子量とを組み合わせることにより算出できる。
【0038】
光学材料用化合物の数平均分子量に対して、R1基の数平均分子量が占める割合は、例えば、3%以上96%以下である。この割合が高い光学材料用化合物は、疎水性が高い傾向にある。この割合は、30%以上90%以下であることが好ましく、35%以上70%以下であることがより好ましく、40%以上65%以下であることが更に好ましい。
【0039】
R1基の数平均分子量に対して、R11O鎖若しくはR14O鎖の数平均分子量が占める割合は、例えば、3%以上100%以下である。この割合が高い光学材料用化合物は、親水性が高い傾向にある。この割合は、5%以上60%以下であることが好ましく、10%以上30%以下であることがより好ましい。R11O鎖及びR14O鎖の数平均分子量は、NMR法と上記光学材料用化合物の数平均分子量とを組み合わせることにより算出できる。ここで、R11O鎖及びR14O鎖とは、それぞれ、R11O基及びR14O基を繰り返し数分繰り返してなるドメインを意味する。
【0040】
光学材料用組成物において、光学材料用化合物が占める割合は、例えば、5質量%以上60質量%以下である。この割合が高いと、硬化体のフォトクロミック性能が向上する傾向にある。この割合が過剰に高いと、硬化体の光学特性が低下する傾向にある。この割合は、10質量%以上50質量%以下であることが好ましく、15質量%以上40質量%以下であることがより好ましい。この割合は、例えば、NMR法により算出できる。
【0041】
光学材料用化合物は、例えば、以下の方法で製造できる。
先ず、出発物質として第1化合物を準備する。第1化合物としては、HO-R11O-OH等の式(Ia)におけるR11O構造を有する化合物を用いる。
【0042】
この第1化合物と、第2化合物とを反応させて、第3化合物を得る。反応条件は、例えば、窒素置換されたオートクレーブ中、反応温度を100℃以上150℃以下とし、反応圧力を0.1MPa以上1MPa以下とし、反応時間を1時間以上10時間以下とする。この反応は、触媒存在下で行われることが好ましい。触媒としては、例えば、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を用いる。触媒の量は、例えば、1gの第1化合物に対して、0.01g以上1g以下とする。
【0043】
第2化合物としては、下記式(A)に表されるR12O構造を有する環状エーテル化合物を用いる。R12は、式(Ia)におけるものと同義である。1gの第1化合物に対する第2化合物の量は、例えば、0.1g以上10g以下とする。この量を調整することにより、式(I)におけるaの値及びm+nの値を調整できる。
【0044】
【0045】
第3化合物は、例えば、HO-(R12O)m-(R11O)a-(R12O)n-OHで表され得る。R11、R12、a、m、及びnは、式(Ia)におけるものと同義である。
【0046】
次に、第3化合物と第4化合物とを反応させることにより、式(I)に表されるジオール型光学材料用化合物が得られる。反応条件は、例えば、窒素置換されたオートクレーブ中、反応温度を100℃以上150℃以下とし、反応圧力を0.1MPa以上1MPa以下とし、反応時間を1時間以上10時間以下とする。
【0047】
第4化合物としては、例えば、エチレンオキシドを用いる。1gの第1化合物に対する第4化合物の量は、例えば、0.1g以上10g以下とする。この量を調整することにより、式(I)におけるp+qの値を調整できる。
【0048】
以上の方法で得られたジオール型光学材料用化合物に対して公知の方法でアクリロイル基等の官能基を末端に導入できる。
【0049】
(マトリックス形成用化合物)
マトリックス形成用化合物は、ラジカル重合性基を有する化合物、重付加反応性基を有する化合物、及び前記重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含む。
【0050】
ラジカル重合性基としては、アクリロイル基、(メタ)アクリロイル基、アリル基、及びビニル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基が挙げられる。重付加反応性基としては、イソシアネート基、イソチオシアネート基、及びエポキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基が挙げられる。重付加反応性基と反応する反応性基としては、水酸基、アミノ基、メルカプト基、及びカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基が挙げられる。
【0051】
光学材料用組成物において、マトリックス形成用化合物が占める割合は、例えば、40質量%以上95質量%以下である。この割合が低いと、硬化体のフォトクロミック性能が向上する傾向にある。この割合が過剰に低いと、硬化体の光学特性が低下する傾向にある。この割合は、50質量%以上90質量%以下であることが好ましく、60質量%以上85質量%以下であることがより好ましい。この割合は、例えば、NMR法により算出できる。
【0052】
光学材料用組成物がラジカル重合性基を有する化合物を含む場合、光学材料用化合物は、少なくとも1つのアクリロイル基又はメタクリロイル基を有することが好ましい。このような光学材料用組成物は、光重合により硬化可能な光硬化性組成物として用い得る。
【0053】
光学材料用組成物が重付加反応性基を有する化合物、及び、重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物の少なくとも一方を含む場合、光学材料用化合物は、少なくとも1つの水酸基又はチオール基を有することが好ましい。重付加反応性基を有する化合物、及び、重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物の双方を含む光材料用組成物は、1液型の硬化性組成物として用い得る。また、重付加反応性基を有する化合物を含まず、重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物及び光学材料用化合物のみを含む光学材料用組成物は、2液型の硬化性組成物用の硬化剤として使用し得る。
【0054】
以下、重付加反応性基を有する化合物の一例として、ポリイソ(チオ)シアネート化合物を、重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物の一例として、活性水素含有化合物を、ラジカル重合性基を有する化合物の一例として、(メタ)アクリレート化合物を説明する。
【0055】
(ポリイソ(チオ)シアネート化合物)
「ポリイソ(チオ)シアネート化合物」は、イソシアネート基を2以上有する化合物、イソチオシアネート基を2以上有する化合物、又は、イソシアネート基及びイソチオシアネート基を各1以上有する化合物である。
【0056】
ポリイソシアネート化合物には、脂肪族イソシアネート化合物、脂環族イソシアネート化合物、芳香族イソシアネート化合物、含硫黄複素環イソシアネート化合物、含硫黄脂肪族イソシアネート化合物、脂肪族スルフィド系イソシアネート化合物、芳香族スルフィド系イソシアネート化合物、脂肪族スルホン系イソシアネート化合物、芳香族スルホン系イソシアネート化合物、スルホン酸エステル系イソシアネート化合物、芳香族スルホン酸アミド系イソシアネート化合物等が含まれる。
【0057】
また、ポリイソシアネート化合物には、上記イソシアネート化合物のイソシアネート基をアルコール類、ラクタム類、フェノール類、オキシム類、ピラゾール類、チオール類、活性メチレン化合物、マロン酸ジエステル系化合物、およびアセト酢酸エステル系化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種類のブロック化剤でブロックしたブロックイソシアネート化合物など含まれる。
【0058】
硬化性組成物におけるポリイソ(チオ)シアネート化合物の量は、100質量部の活性水素含有化合物に対して10質量部以上200質量部以下であることが好ましく、50質量部以上150質量部以下であることがより好ましい。
【0059】
ポリイソシアネート化合物の中でも、透明性・機械強度に優れた光学物品を形成するのに好適な化合物、特に、フォトクロミック化合物を含む光学物品を製造するのに適している化合物としては、下記式(I’)~(VIII)で示される化合物が挙げられる。
好ましい脂肪族イソシアネート化合物としては、下記式で示される化合物が挙げられる。
【0060】
【0061】
式中、R100は、炭素数1~10のアルキレン基であり、アルキレン基の鎖中のメチレン基の一部が硫黄原子に置換された基であってもよい。中でも、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、又はヘプタメチレン基、オクタメチレン基の直鎖状の基、又は、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基の水素原子の一部がメチル基に置換された分岐鎖状の基が好ましい。また、メチレン基の一部が硫黄原子で置換されたアルキレン基は、―CH2CH2SCH2CH2SCH2CH2-基が好ましい。
【0062】
式(I’)で示される化合物を具体的に例示すると、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、2,4,4,-トリメチルヘキサンメチレンジイソシアネート、1,2-ビス(2-イソシアナトエチルチオ)エタン等が挙げられる。これら化合物は、単独で使用することもできるし、2種類以上の化合物を使用することもできる。
【0063】
好ましい脂環族イソシアネート化合物、芳香族イソシアネート化合物としては、下記式(II)、下記式(III)で示される化合物が挙げられる。
【0064】
【0065】
【0066】
式中、R101は、それぞれ、炭素数1~4のアルキル基、又は水素原子であり、同一の基であっても、異なる基であってもよい。R102は炭素数1~4のアルキル基であり、複数の基が存在する場合には、同一の基であっても、異なる基であってよい。
a100は整数で2又は3であり、b100は整数で0~4であり、c100は整数で0~4である。
R101において、炭素数1~4のアルキル基は、直鎖状、又は分岐鎖状の基であってもよい。中でも、R101は、水素原子、メチル基、エチル基であることが特に好ましい。また、R102において、炭素数1~4のアルキル基は、直鎖状、又は分岐鎖状の基であってもよい。中でも、R102は、メチル基、エチル基であることが特に好ましい。
【0067】
式(II)、又は式(III)で示される化合物を具体的に例示すれば、イソホロンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート(o-,m-,p-)、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等が挙げられる。これら化合物は、単独で使用することもできるし、2種類以上の化合物を使用することもできる。
【0068】
また、好ましい脂環族イソシアネート化合物、芳香族イソシアネート化合物として、下記式(IV)、下記式(V)で示される化合物が挙げられる。
【0069】
【0070】
【0071】
式中、R103は、それぞれ、炭素数1~4のアルキル基、又は水素原子であり、同一の基であっても、異なる基であってもよく、d100は整数で0~4である。
R103において、炭素数1~4のアルキル基は、直鎖状、又は分岐鎖状の基であってもよい。中でも、R103は、水素原子、メチル基、エチル基であることが特に好ましい。
式(IV)、又は前記式(V)で示される化合物を具体的に例示すれば、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4'-ジイソシアネート等が挙げられる。これら化合物は、単独で使用することもできるし、2種類以上の化合物を使用することもできる。
【0072】
また、好ましい脂環族イソシアネート化合物として、下記式(VI)で示される化合物が挙げられる。
【0073】
【0074】
式中、R104は、それぞれ、炭素数1~4のアルキル基、又は水素原子であり、同一の基であっても、異なる基であってよく、e100は整数で0~4である。
R104において、炭素数1~4のアルキル基は、直鎖状、又は分岐鎖状の基であってもよい。中でも、R104は、水素原子、メチル基、エチル基であることが特に好ましい。
【0075】
式(VI)で示される化合物を具体的に例示すれば、ノルボルナンジイソシアネート、2,5-ビス(イソシアネートメチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2,6-ビス(イソシアネートメチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタンが挙げられる。これら化合物は、単独で使用することもできるし、2種類以上の化合物を使用することもできる。
【0076】
(含硫黄複素環イソシアネート化合物)
好ましい含硫黄複素環イソシアネート化合物としては、下記式(VII)、下記式(VIII)で示される化合物が挙げられる。
【0077】
【0078】
【0079】
式中、R105は、それぞれ、炭素数1~4のアルキル基、又は水素原子であり、同一の基であっても、異なる基であってもよい。R106は、メチレン基、又は硫黄原子であり、R107は炭素数1~6のアルキレン基、又は前記炭素数1~6のアルキレン基の鎖中のメチレン基の一部が硫黄原子で置換された基であり、f100は整数で0~2である。
【0080】
式(VII)、又は式(VIII)で示される化合物を具体的に例示すれば、2,5-ビス(イソシアナトメチル)チオフェン、2,5-ビス(イソシアナトメチル)-1,4-ジチアン、3,4-ビス(イソシアナトメチル)テトラヒドロチオフェン、4,5-ビス(イソシアナトメチル)-1,3-ジチオラン等が挙げられる。これら化合物は、単独で使用することもできるし、2種類以上の化合物を使用することもできる。
【0081】
さらに、上記ポリイソシアネートのハロゲン置換体、アルキル置換体、アルコキシ置換体、ニトロ置換体や、多価アルコールとのプレポリマー型変性体、カルボジイミド変性体、ウレア変性体、ビウレット変性体、ダイマー化あるいはトリマー化反応生成物なども使用できる。
【0082】
ポリイソチオシアネート化合物としては、式(I’)~(VIII)で示されるポリイソシアネート化合物において、イソシアネート基がイソチオシアネート基に代わっている化合物を用い得る。より具体的には、脂肪族イソチオシアネート化合物、脂環族イソチオシアネート化合物、芳香族イソチオシアネート化合物、含硫黄複素環イソチオシアネート化合物、含複素環イソチオシアネート化合物、含硫黄脂肪族イソチオシアネート化合物、含硫黄芳香族イソチオシアネート化合物等が挙げられる。
【0083】
好適なイソチオシアネート化合物を具体的に例示すれば、脂肪族イソチオシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソチアシネート、1,2-ジイソチオシアネートエタン、1,3-ジイソチオシアネートプロパン、1,4-ジイソチオシアネートブタン、1,6-ジイソチオシアネートヘキサン、2,4,4,-トリメチルヘキサンメチレンジイソチアシネート、チオビス(3-イソチオシアネートプロパン)、チオビス(2-イソチオシアネートエタン)、ジチオビス(2-イソチオシアネートエタン)などが挙げられる。
【0084】
脂環族イソチオシアネート化合物、芳香族イソチオシアネート化合物としては、p-フェニレンジイソプロピリデンジイソチオシアネート、1,2-ジイソチオシアネートベンゼン、1,3-ジイソチオシアネートベンゼン、1,4-ジイソチオシアネートベンゼン、2,4-ジイソチオシアネートトルエン、イソホロンジイソチオシアネート、キシレンジイソチオシアネート(o-,m-,p-)、2,4-トリレンジイソチオシアネート、2,6-トリレンジイソチオシアネート、シクロヘキサンジイソチオシアネートなどが挙げられ、また、1,1’-メチレンビス(4-イソチオシアネートベンゼン)、1,1’-メチレンビス(4-イソチオシアネート2-メチルベンゼン)、1,1’-メチレンビス(4-イソチオシアネート3-メチルベンゼン)などが挙げられる。
【0085】
また、好ましい脂環族イソチオシアネート化合物としては、2,4-ビス(イソチオシアナトメチル)ノルボルナン、2,5-ビス(イソチオシアナトメチル)ノルボルナン、2,6-ビス(イソチオシアナトメチル)ノルボルナン、3,5-ビス(イソチオシアナトメチル)ノルボルナン、ノルボルナンジイソチアネートなどが挙げられる。
【0086】
好ましい含硫黄複素環イソシアネート化合物としては、チオフェン-2,5-ジイソチオシアネート、1,4-ジチアン-2,5-ジイソチオシアネート、2,5-ビス(イソチオシアナトメチル)-1,4-ジチアン、4,5-ビス(イソチオシアナトメチル)-1,3-ジチオランなどが挙げられる。
【0087】
イソシアネート基およびイソチオシアネート基の両方の基を有する化合物としては、以下の化合物が挙げられる。例えば、前記の具体的に例示したポリイソシアネート化合物において、少なくとも1つのイソシアネート基がイソチオシアネート基となっている化合物である。また、前記の具体的に例示したポリイソチオシアネート化合物において、少なくとも1つのイソチオシアネート基がイソシアネート基となっている化合物である。
【0088】
ブロック化剤でブロックしたイソ(チオ)シアネート基を有する化合物(以下、ブロックイソ(チオ)シアネート化合物ともいう)は、前記したポリイソ(チオ)シアネート化合物のイソ(チオ)シアネート基に、アルコール類、ラクタム類、フェノール類、オキシム類、ピラゾール類、チオール類、活性メチレン化合物、マロン酸ジエステル系化合物、およびアセト酢酸エステル系化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種類のブロック化剤を反応させることで得ることができる。イソ(チオ)シアネート基にブロック剤を反応させる条件については、ブロック剤の種類によって異なるため、選択するブロック剤に応じて適宜決定すればよい。なおブロック剤によるイソ(チオ)シアネート基の保護はフーリエ変換赤外分光法(FT-IR)によって確認することができる。
【0089】
ブロックイソ(チオ)シアネート化合物を用いることで、ウレタン系硬化性組成物の可使時間をより伸ばすことができる。
【0090】
イソシアネート化合物の好ましい例として、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、2,5-ビス(イソシアネートメチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2,6-ビス(イソシアネートメチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、1,2-ビス(2-イソシアナ-トエチルチオ)エタン、キシレンジイソシアネート(o-,m-,p-)、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、および、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネートを挙げることができ、単独で使用することもでき、またそれらの混合物として使用してもよい。
【0091】
(活性水素含有化合物)
活性水素含有化合物としては、脂肪族ポリ(チ)オール化合物、芳香族ポリ(チ)オール化合物等が挙げられる。
【0092】
光学材料用組成物における活性水素含有化合物の量は、20質量%以上60質量%以下であることが好ましい。
【0093】
光学材料用組成物がポリイソ(チオ)シアネート化合物を含む場合、活性水素含有化合物の量は、100質量部のポリイソ(チオ)シアネート化合物に対して10質量部以上200質量部以下であることが好ましく、80質量部以上150質量部以下であることがより好ましい。
【0094】
ポリ(チ)オール化合物の中でも、透明性・耐熱性に優れた光学物品を形成するのに好適な化合物、特に、フォトクロミック化合物を含む光学物品を製造するために適している化合物としては、以下の下記式(IX)~(XVII)で示される化合物が挙げられる。
【0095】
(脂肪族ポリ(チ)オール化合物)
好ましい脂肪族ポリ(チ)オール化合物としては、下記式(IX)で示される化合物が挙げられる。
【0096】
【0097】
式中、R108は、水素原子、又は下記式(X)である。R109は、それぞれ、水素原子、メチル基、またはエチル基であり、同一又は異なっていてもよい。R110は、水素原子、または炭素数1~6のアルキル基であり、複数存在する場合には、同一又は異なっていてもよい。o100は0~2であり、p100は1~6であり、q100は0~10であり、r100は2~4であり、o100+r100は4である。
【0098】
【0099】
式中、R111は、炭素数1~6のアルキレン基である。
R111は、炭素数1~6のアルキル基であり、直鎖状、又は分岐鎖状の基であってもよい。中でも、R111は、メチル基、エチル基、トリメチル基、プロピル基であることが特に好ましい。
【0100】
式(IX)で示される化合物を具体的に例示すれば、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)等が挙げられる。
【0101】
好ましい脂肪族ポリ(チ)オール化合物のなかで、エーテル結合を有する多官能ポリ(チ)オール化合物としては、下記式(XI)で示される化合物が挙げられる。
【0102】
【0103】
式中、F100は、少なくとも2つが式(XII)で示される基である。そして、それ以外の基としては、1~6のアルキル基が挙げられ、鎖状、又は分岐鎖状の基であってもよい。中でも、F100は、メチル基、エチル基、トリメチル基、プロピル基であることが特に好ましい。また、F100は、2つ以上が式(XII)で示される基であれば、それぞれ、同一の基であっても、異なる基であってもよい。
【0104】
【0105】
R112は、水素原子、又は、前記式(X)と同義の基であり、同一の基であっても、異なる基であってもよい。R113は、それぞれ、水素原子、メチル基、又はエチル基であり、同一の基であっても、異なる基であってもよい。s100は1~6であり、t100は0~10である。
【0106】
式(XI)で示される化合物を具体的に例示すれば、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパンテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリト-ルヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)等が挙げられる。
【0107】
好ましい脂肪族ポリ(チ)オール化合物のなかで、多官能ポリチオール化合物としては、下記式(XIII)で示される化合物を使用することが好ましい。
【0108】
【0109】
R114は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、又は炭素数1~6のアルキル基のメチレン基の一部が硫黄原子で置換された基であり、R114が複数存在する場合には、同一の基であっても、異なる基であってもよい。
R115は、炭素数1~10のアルキレン基であり、前記炭素数1~10のアルキレン基の鎖中のメチレン基の一部が硫黄原子で置換された基、又は、前記炭素数1~10のアルキレン基の水素原子の一部がチオール基で置換された基であり、R115が複数存在する場合には、同一の基であっても、異なる基であってもよい。
u100は2~4の整数であり、v100は0~2の整数であり、u100+v100は4である。
R114において、炭素数1~6のアルキル基は、直鎖状、又は分岐鎖状の基であってもよく、中でも、R114は、水素原子、メチル基、エチル基であることが好ましい。また、炭素数1~6のアルキル基の鎖中のメチレン基の一部が硫黄原子で置換された具体的な基としては、-CH2SCH3等が挙げられる。
R115において、炭素数1~10のアルキレン基は、直鎖状、又は分岐鎖状の基であってもよい。中でも、R115は、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基が特に好ましい。また、炭素数1~10のアルキレン基の鎖中のメチレン基の一部が硫黄原子で置換された具体的な基としては、-CH2S-、-CH2CH2S-、-CH2CH2CH2S-等が挙げられる。さらに、炭素数1~6のアルキル基の水素原子の一部がチオール基で置換された基としては、-CH2SCH(SCH2SH)-のような基が挙げられる。
【0110】
式(XIII)で示される化合物を具体的に例示すれば、4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン、1,1,1,1-テトラキス(メルカプトメチル)メタン、1,1,3,3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,1,2,2-テトラキス(メルカプトメチルチオ)エタン、4,7-ビスメルカプトメチル-3,6,9-トリチオ-1,11-ウンデカンジチオール、5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン等が挙げられる。
【0111】
好ましい芳香族ポリ(チ)オール化合物のなかで、フェニル基含有ポリチオール化合物としては、下記式(XIV)で示される化合物が挙げられる。
【0112】
【0113】
R116は、炭素数1~6のアルキレン基であり、又は炭素数1~6のアルキレン基の鎖中のメチレン基の一部が硫黄原子で置換された基であり、w100は3である。
R116において、炭素数1~6のアルキレン基は、直鎖状、又は分岐鎖状の基であってもよい。中でも、R116は、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基であることが好ましい。また、炭素数1~6のアルキレン基の鎖中のメチレン基の一部が硫黄原子で置換された基は、具体的には、-CH2CH2CH2SCH2-、-CH2CH2SCH2-、-CH2SCH2-等が挙げられる。式(XIV)で示される化合物を具体的に例示すれば、1,3,5-トリス(メルカプトプロピルチオメチル)ベンゼンが挙げられる。
【0114】
好ましい上記以外のポリ(チ)オール化合物のなかで、トリアジン環を有するポリ(チ)オール化合物としては、下記式(XV)で示される化合物が挙げられる。
【0115】
【0116】
R117は、それぞれ、炭素数1~6のアルキル基、又は下記式(XVI)で示される基である。ただし、R117の少なくとも2つは式(XVI)で示される基であり、R117は、同一の基であっても、異なる基であってもよい。
【0117】
【0118】
R118、およびR119は、炭素数1~6のアルキレン基である。R120は、酸素原子、又は硫黄原子である。
R118、およびR119において、炭素数1~6のアルキレン基は、直鎖状、又は分岐鎖状の基であってもよい。中でも、R118、およびR119は、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基であることが好ましい。式(XV)で示される化合物を具体的に例示すれば、2-メルカプトメタノ-ル、トリス-{(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル}-イソシアヌレ-トが挙げられる。
【0119】
好ましい上記以外のポリ(チ)オール化合物のなかで、シルセスキオキサン構造を有する化合物を用いることが可能である。シルセスキオキサン構造を有する化合物は、ケージ状、ハシゴ状、ランダム状といった種々の分子構造を取るものであり、下記式(XVII)で示される化合物である。
【0120】
【0121】
式中、複数個あるR500は、互いに同一もしくは異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、フェニル基、及び、少なくとも1分子中には2つ以上の水酸基、及び/またはチオール基を含む有機基であり、n100は3~100の整数である。
【0122】
上記ポリ(チ)オール化合物は特に制限なく用いることができ、得られる硬化体の機能性、及び機械的特性を考慮し、複数組み合わせて使用することもできる。中でも、優れた特性を有するフォトクロミック光学物品を製造でき、硬化性組成物が優れた成形性を有し、かつハンドリングのよいものとなるためには、ポリ(チ)オール化合物は、1分子中に3~6個の活性水素含有基を有する、ポリ(チ)オール化合物を使用することが好ましい。
【0123】
好ましいポリ(チ)オール化合物として、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)、4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン、トリス-{(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル}-イソシアヌレート、であることが好ましく、その中でも、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)のうち少なくとも1つを用いることがより好ましい。
【0124】
これらの中でも特にジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)は、得られる硬化体のフォトクロミック性、及び機械的特性を向上できるため、最も好ましい。フォトクロミック性という観点からはポリ(チ)オール化合物としてジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)単独で使用することが好ましいが、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)は粘度が高く、注型重合で硬化体を得る場合、粘度調節のために他のポリ(チ)オール化合物を混合して用いることもできる。他のポリ(チ)オール化合物としてトリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、1,6-ヘキサンジオールビス(3-メルカプトプロピオネート)、1,2-ビス[(2-メルカプトエチル)チオ]-3-メルカプトプロパン、2,2-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ブタンジチオール、2,5-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ジチアン、4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン、1,1,1,1-テトラキス(メルカプトメチル)メタン、1,1,3,3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,1,2,2-テトラキス(メルカプトメチルチオ)エタン、4,6-ビス(メルカプトメチルチオ)-1,3-ジチアン、トリス-{(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル}-イソシアヌレートであることが好ましく、特にトリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)を組み合わせて用いた場合には、優れたフォトクロミック性を維持したまま、ハンドリング性を向上できるため特に好ましい。
【0125】
(ポリアミン)
活性水素含有化合物は、ポリアミンを含んでいてもよい。ポリアミンは、ウレタン結合を有するポリマー若しくはプレポリマーの鎖延長剤として機能し得る。ポリアミンを用いると、(チオ)ウレタンウレア結合を有するポリマー若しくはプレポリマーが得られる。ポリアミンのモル質量は、50以上500以下であることが好ましい。モル質量がこの範囲内にあるポリアミンを用いると、所望の数平均分子量のポリマーを得られる傾向にある。ポリアミンのモル質量は、50以上300以下であることがより好ましい。ポリアミンは、ジアミン及びトリアミンを含み、ジアミンを含むことが好ましい。
【0126】
ポリアミンとしては、イソホロンジアミン、エチレンジアミン、1,2-ジアミノプロパン、1,3-ジアミノプロパン、1,2-ジアミノブタン、1,3-ジアミノブタン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、ピペラジン、N,N-ビス-(2-アミノエチル)ピペラジン、ビス-(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス-(4-アミノ-3-ブチルシクロヘキシル)メタン、1,2-、1,3-及び1,4-ジアミノシクロヘキサン、ノルボルナンジアミン、ヒドラジン、アジピン酸ジヒドラジン、フェニレンジアミン、4,4’-ジフェニルメタンジアミン、N,N’-ジエチルエチレンジアミン、N,N’-ジメチルエチレンジアミン、N,N’-ジプロピルエチレンジアミン、N,N’-ジブチルエチレンジアミン、N-メチルエチレンジアミン、N-エチルエチレンジアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、1,2,5-ペンタントリアミン等が挙げられる。
【0127】
ポリアミンは、イソホロンジアミン、エチレンジアミン、ビス-(4-アミノシクロヘキシル)メタン、及び1,6-ジアミノヘキサンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
【0128】
(単官能活性水素化合物)
活性水素含有化合物は、単官能活性水素化合物を含んでいてもよい。単官能活性水素化合物は、1つの活性水素基を有する。単官能活性水素化合物は、イソ(チオ)シアネート基と反応し、更なる反応を停止させる。活性水素基は、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、及びチオール基からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む。
【0129】
単官能活性水素化合物は、例えば、1つの水酸基を含むモノオール化合物、1つのアミノ基を含むモノアミン化合物、1つのカルボキシル基を含むカルボン酸、及び1つのチオール基を含むモノチオール化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含む。単官能活性水素化合物としては、単一種類を用いてもよく、複数種類を混合して用いてもよい。
【0130】
単官能活性水素化合物は、モノアミン化合物であることが好ましい。モノアミン化合物を用いると、(チオ)ウレア結合を有するポリマー若しくはプレポリマーが得られる。
【0131】
単官能活性水素化合物は、下記式(3)に表されるように、2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル部位を有するアミンを含むことが好ましい。2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル部位を有するアミンは、ヒンダードアミンとして機能し得るため、硬化体の光安定性を高められる。
【0132】
【0133】
式(3)において、R21は、水素原子又は炭素数1以上3以下のアルキル基である。R22は、炭素数1以上3以下のアルキレン基である。aは、0又は1である。
単官能活性水素化合物は、R21がメチル基であり、aが0である1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-アミノピペリジンであることが好ましい。
【0134】
(プレポリマー)
光学材料用組成物は、プレポリマーを含んでいてもよい。プレポリマーは、上記ポリイソ(チオ)シアネート化合物と活性水素基含有化合物との反応物であって、1以上のイソ(チオ)シアネート基若しくは活性水素基を有するウレタンプレポリマーを含む。また、プレポリマーは、このウレタンプレポリマーと、ポリアミンとの反応物であって、1以上のイソ(チオ)シアネート基若しくは活性水素基を有するウレタンプレポリマーを含む。プレポリマーは、2以上のイソ(チオ)シアネート基若しくは活性水素基を有していてもよい。
【0135】
((メタ)アクリレート化合物)
(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、2官能(メタ)アクリル系重合性化合物、多官能(メタ)アクリル系重合性化合物、単官能(メタ)アクリル系重合性化合物等を使用でき、2官能(メタ)アクリル系重合性化合物を含むことが好ましい。2官能(メタ)アクリル系重合性化合物の具体的には、下記式(5)、(6)及び(7)に示す化合物が挙げられる。
【0136】
【0137】
式中、R14’及びR15’は、それぞれ、水素原子、又はメチル基であり、j及びkはそれぞれ独立に0以上の整数であり、かつ、j+kは平均値で2以上50以下である。
なお、上記式(5)で示される重合性化合物は、通常、分子量の異なる分子の混合物の形で得られる。そのため、j及びkは平均値で示した。
【0138】
上記式(5)で示される化合物を具体的に例示すると、以下のとおりである。
ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ペンタエチレングリコールジメタクリレート、ペンタプロピレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラプロピレングリコールジアクリレート、ペンタプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールとポリエチレングリコールの混合物よりなるジメタアクリレート(ポリエチレンが2個、ポリプロピレンが2個の繰り返し単位を有する)、ポリエチレングリコールジメタクリレート(特に平均分子量330)、ポリエチレングリコールジメタクリレート(特に平均分子量536)、ポリエチレングリコールジメタクリレート(特に平均分子量736)、トリプロピレングリコールジメタクリレート、テトラプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート(特に平均分子量536)、ポリエチレングリコールジアクリレート(特に平均分子量258)、ポリエチレングリコールジアクリレート(特に平均分子量308)、ポリエチレングリコールジアクリレート(特に平均分子量508)、ポリエチレングリコールジアクリレート、(特に平均分子量708)、ポリエチレングリコールメタクリレートアクリレート(特に平均分子量536)。
【0139】
【0140】
式中、R16及びR17は、それぞれ、水素原子又はメチル基であり、
R18及びR19は、それぞれ、水素原子又はメチル基であり、
R20は、水素原子又はハロゲン原子であり、
Bは、-O-,-S-,-(SO2)-,-CO-,-CH2-,-CH=CH-,-C(CH3)2-,-C(CH3)(C6H5)-の何れかであり、
l及びmはそれぞれ1以上の整数であり、l+mは平均値で2以上30以下である。
なお、上記式(6)で示される重合性化合物は、通常、分子量の異なる分子の混合物の形で得られる。そのため、l及びmは平均値で示した。
【0141】
上記式(6)で示される化合物の具体例としては、例えば、以下のビスフェノールAジ(メタ)アクリレートを挙げることができる。
2,2-ビス[4-メタクリロイルオキシ・エトキシ)フェニル]プロパン(l+m=2)、2,2-ビス[4-メタクリロイルオキシ・ジエトキシ)フェニル]プロパン(l+m=4)、2,2-ビス[4-メタクリロイルオキシ・ポリエトキシ)フェニル]プロパン(l+m=7)、2,2-ビス(3,5-ジブロモ-4-メタクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン(l+m=2)、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシジプロポキシフェニル)プロパン(l+m=4)、2,2-ビス[4-アクリロイルオキシ・ジエトキシ)フェニル]プロパン(l+m=4)、2,2-ビス[4-アクリロイルオキシ・ポリエトキシ)フェニル]プロパン(l+m=3)、2,2-ビス[4-アクリロイルオキシ・ポリエトキシ)フェニル]プロパン(l+m=7)、2,2-ビス[4-メタクリロイルキシ(ポリエトキシ)フェニル]プロパン(l+m=10)、2,2-ビス[4-メタクリロイルキシ(ポリエトキシ)フェニル]プロパン(l+m=17)、2,2-ビス[4-メタクリロイルキシ(ポリエトキシ)フェニル]プロパン(l+m=30)、2,2-ビス[4-アクリロイルキシ(ポリエトキシ)フェニル]プロパン(l+m=10)、2,2-ビス[4-アクリロイルキシ(ポリエトキシ)フェニル]プロパン(l+m=20)。
【0142】
【0143】
式中、R21及びR22は、それぞれ、水素原子又はメチル基であり、
nは平均値で1~20の数であり、
A及びA’は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数2~15の直鎖状又は分岐状のアルキレン基であり、Aが複数存在する場合には、複数のAは同一の基であっても、異なる基であってもよい。
【0144】
上記式(7)で示される化合物は、ポリカーボネートジオールと(メタ)アクリル酸とを反応させることにより製造できる。
【0145】
ここで、使用されるポリカーボネートジオールとしては、以下のものが例示される。トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、ノナメチレングリコール等のポリアルキレングリコールのホスゲン化で得られるポリカーボネートジオール(500~2,000の数平均分子量を有するもの);
2種以上のポリアルキレングリコールの混合物、例えば、トリメチレングリコールとテトラメチレングリコールの混合物、テトラメチレングリコールとヘキサメチレンジグリコールの混合物、ペンタメチレングリコールとヘキサメチレングリコールの混合物、テトラメチレングリコールとオクタメチレングリコールの混合物、ヘキサメチレングリコールとオクタメチレングリコールの混合物等)のホスゲン化で得られるポリカーボネートジオール(数平均分子量500~2,000);
1-メチルトリメチレングリコールのホスゲン化で得られるポリカーボネートジオール(数平均分子量500~2,000);。
【0146】
(メタ)アクリレート化合物としては、ウレタン結合を有する2官能(メタ)アクリル系重合性化合物を使用してもよい。
【0147】
ウレタン結合を有する2官能(メタ)アクリル系重合性化合物は、例えば、ポリオールとポリイソシアネートとの反応物である。ここで、ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンイソシアネート、2,2,4-ヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、イソプロピリデンビス-4-シクロヘキシルイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、ノルボルネンメタンジイソシアネート又はメチルシクロヘキサンジイソシアネートを挙げることができる。
【0148】
一方、ポリオールとしては、炭素数2~4のエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ヘキサメチレンオキシドの繰り返し単位を有するポリアルキレングリコール、或いはポリカプロラクトンジオール等のポリエステルジオールを挙げることができる。また、ポリカーボネートジオール、ポリブタジエンジオール、又はエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、1,8-ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、等を例示することができる。
【0149】
また、これらポリイソシアネート及びポリオールの反応によりウレタンプレポリマーとしたものを、2-ヒドロキシ(メタ)アクリレートで更に反応させた反応混合物や、前記ジイソシアネートを2-ヒドロキシ(メタ)アクリレートと直接反応させた反応混合物であるウレタン(メタ)アクリレート等も使用することができる。
【0150】
ウレタン結合を有する2官能(メタ)アクリル重合性化合物としては、新中村化学工業(株)製のU-2PPA(分子量482)、UA-122P(分子量1,100)、U-122P(分子量1,100)、U-108A、U-200PA、UA-511、U-412A、UA-4100、UA-4200、UA-4400、UA-2235PE、UA-160TM、UA-6100、UA-6200、U-108、UA-4000、UA-512、及びダイセル・オルネクス社製のEB4858(分子量454)、及び日本化薬(株)製UX-2201、UX3204、UX4101、6101、7101、8101等を挙げることができる。
【0151】
(メタ)アクリレート化合物としては、上記以外の2官能(メタ)アクリル系重合性化合物を用いてもよい。このような(メタ)アクリレート化合物としては、置換基を有していてもよいアルキレン基の両末端に(メタ)アクリル基を有するような化合物が挙げられる。このような(メタ)アクリレート化合物としては、炭素数6~20のアルキレン基を有するものが好ましい。具体的には、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジメタクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、1,10-デカンジオールジメタクリレート等が挙げられる。
【0152】
その他の(メタ)アクリレート化合物としては、硫黄原子を含むような2官能(メタ)アクリレートモノマーを挙げることができる。硫黄原子はスルフィド基として分子鎖の一部を成しているものが好ましい。具体的には、ビス(2-メタクリロイルオキシエチルチオエチル)スルフィド、ビス(メタクリロイルオキシエチル)スルフィド、ビス(アクリロイルオキシエチル)スルフィド、1,2-ビス(メタクリロイルオキシエチルチオ)エタン、1,2-ビス(アクリロイルオキシエチル)エタン、ビス(2-メタクリロイルオキシエチルチオエチル)スルフィド、ビス(2-アクリロイルオキシエチルチオエチル)スルフィド、1,2-ビス(メタクリロイルオキシエチルチオエチルチオ)エタン、1,2-ビス(アクリロイルオキシエチルチオエチルチオ)エタン、1,2-ビス(メタクリロイルオキシイソプロピルチオイソプロピル)スルフィド、1,2-ビス(アクリロイルオキシイソプロピルチオイソプロピル)スルフィドが挙げられる。
【0153】
以上の(メタ)アクリレート化合物においては、各成分における単独成分を使用することもできるし、前記で説明した複数種類のものを使用することもできる。
【0154】
次に、多官能(メタ)アクリル系重合性化合物について説明する。
多官能(メタ)アクリル系重合性化合物としては、下記式(8)で示される化合物が挙げられる。
【0155】
【0156】
式中、R23は、水素原子又はメチル基であり、
R24は、水素原子又は炭素数1~2のアルキル基であり、
R25は、炭素数1~10である3~6価の有機基であり、
oは、平均値で0~3の数であり、pは3~6の数である。
R24で示される炭素数1~2のアルキル基としてはメチル基が好ましい。R25で示される有機基としては、ポリオールから誘導される基、3~6価の炭化水素基、3~6価のウレタン結合を含む有機基が挙げられる。
【0157】
上記式(8)で示される化合物を具体的に示すと以下の通りである。トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリエチレングリコールトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリエチレングリコールトリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート。
【0158】
また、多官能(メタ)アクリル系重合性化合物としては、ウレタン結合を有する多官能(メタ)アクリル系重合性化合物が挙げられる。
ウレタン結合を有する多官能(メタ)アクリル系重合性化合物は、ウレタン結合を有する2官能(メタ)アクリル系重合性化合物で説明したポリイソシアネート化合物と、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等のポリオール化合物を反応させて得られるものであり、分子中に3つ以上の(メタ)アクリレート基を有する化合物である。市販品として、新中村化学工業(株)製のU-4HA(分子量596、官能基数4)、U-6HA(分子量1,019、官能基数6)、U-6LPA(分子量818、官能基数6)、U-15HA(分子量2,300、官能基数15)を挙げることができる。
【0159】
また、多官能(メタ)アクリル系重合性化合物としては、上述した以外の化合物を使用してもよい。このような多官能(メタ)アクリル系重合性化合物としては、ポリエステル化合物の末端を(メタ)アクリル基で修飾した化合物が挙げられる。原料となるポリエステル化合物の分子量や(メタ)アクリル基の修飾量により種々のポリエステル(メタ)アクリレート化合物が市販されているものを使用することができる。具体的には、4官能ポリエステルオリゴマー(分子量2,500~3,500、ダイセル・オルネクス社、EB80等)、6官能ポリエステルオリゴマー(分子量6,000~8,000、ダイセル・オルネクス社、EB450等)、6官能ポリエステルオリゴマー(分子量45,000~55,000、ダイセル・オルネクス社、EB1830等)、4官能ポリエステルオリゴマー(特に分子量10,000の第一工業製薬社、GX8488B等)等を挙げることができる。
【0160】
以上に例示した多官能(メタ)アクリル系重合性化合物を使用することにより、重合により架橋密度が向上し、得られる硬化体の表面硬度を高めることができる。したがって、特に、コーティング法で得られるフォトクロミック硬化体(積層体)とする場合においては、多官能(メタ)アクリル系重合性化合物を使用することが好ましい。
【0161】
以上の多官能(メタ)アクリル系重合性化合物は、各成分における単独成分を使用することもできるし、前記で説明した複数種類のものを使用することもできる。
【0162】
次に、単官能(メタ)アクリル系重合性化合物について説明する。
単官能(メタ)アクリル系重合性化合物としては、下記式(9)で示される化合物が挙げられる。
【0163】
【0164】
式中、R26は、水素原子又はメチル基であり、
R27は、水素原子、イソシアネート基、イソチオシアネート基、メチルジメトキシシリル基、トリメトキシシリル基、またはグリシジル基であり、
qは、0~10の整数であり、
rは、0~20の整数である。
【0165】
上記式(9)で示される化合物を具体的に示すと以下の通りである。
メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(特に平均分子量293)、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(特に平均分子量468)、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(特に平均分子量218)、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、(特に平均分子量454)、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、オクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、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。
【0166】
(機能性色素)
機能性色素は、例えば、フォトクロミック化合物、紫外線吸収剤、青色光吸収剤、赤外線吸収剤、及びエレクトロミック化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む。
【0167】
フォトクロミック化合物としては、例えば、クロメン化合物、フルギド化合物、及びスピロオキサジン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いる。フォトクロミック化合物としては、クロメン化合物を用いることが好ましい。クロメン化合物は、1-ベンゾピラン骨格を有する化合物、スピロピラン骨格を含むスピロピラン化合物、及び、ナフトピラン骨格を有するナフトピラン化合物を含む。ナフトピラン化合物には、インデノナフトピラン骨格を有するインデノナフトピラン化合物が含まれる。クロメン化合物は、インデノ〔2,1-f〕ナフト〔1,2-b〕ピラン骨格を有するインデノナフトピラン化合物を含むことが好ましい。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含む硬化体は、耐久性に優れる傾向にある。
インデノナフトピラン化合物は、下記式(IIIa)に示す化合物を含むことが好ましい。
【0168】
【0169】
式(IIIa)において、Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16、及びQ17は、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、アルキル基、シクロアルキル基、ハロアルキル基、アルコキシ基、アミノ基、置換アミノ基、置換基を有してもよい複素環基、ハロゲン原子、アルキルチオ基、置換基を有してもよいアリールチオ基、ニトロ基、ホルミル基、ヒドロキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよいアラルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいヘテロアリール基、チオール基、アルコキシアルキルチオ基、ハロアルキルチオ基、置換基を有してもよいシクロアルキルチオ基、又は、オリゴマー基である。
【0170】
アルキル基の炭素数は1~10であることが好ましい。アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、及びヘキシル基が挙げられる。
【0171】
ハロアルキル基の炭素数は1~10であることが好ましい。ハロアルキル基としては、フッ素原子、塩素原子もしくは臭素原子で置換されたアルキル基が好ましい。好適なハロアルキル基の例としては、トリフルオロメチル基、テトラフルオロエチル基、クロロメチル基、2-クロロエチル基、及びブロモメチル基が挙げられる。
【0172】
シクロアルキル基の環員炭素数は、3~8であることが好ましい。シクロアルキル基の例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等が挙げられる。なお、シクロアルキル基は、置換基を有してもよいが、炭素数の数(炭素数3~8)には、置換基の炭素数は含まれないものとする。
【0173】
アルコキシ基の炭素数は1~10であることが好ましく、1~6であることがより好ましい。好適なアルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、及びtert-ブトキシ基が挙げられる。
【0174】
アミノ基は、1級アミノ基(-NH2)であり、置換アミノ基は、1つまたは2つの水素原子が置換された2級または3級アミノ基である。置換アミノ基が有する置換基としては、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のハロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数3~7のシクロアルキル基、炭素数6~14のアリール基、炭素数4~14のヘテロアリール基等が挙げられる。好適なアミノ基の例としては、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基等を挙げることできる。
【0175】
複素環基の原子数は3~10であることが好ましい。複素環基は、脂肪族複素環基であってもよく、芳香族複素環基であってもよい。脂肪族複素環基の具体例には、モルホリノ基、ピペリジノ基、ピロリジニル基、ピペラジノ基、N-メチルピペラジノ基が挙げられる。芳香族複素環基の具体例にはインドリニル基が挙げられる。複素環基は、置換基を有していてもよい。好ましい置換基としては、炭素数1~10のアルキル基が挙げられる。置換基を有する好適な複素環基としては、例えば2,6-ジメチルモルホリノ基、2,6-ジメチルピペリジノ基および2,2,6,6-テトラメチルピペリジノ基等が挙げられる。
【0176】
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。
【0177】
アルキルチオ基の炭素数は1~10であることが好ましい。アルキルチオ基の例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、n-プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、n-ブチルチオ基、sec-ブチルチオ基、及びt-ブチルチオ基が挙げられる。
【0178】
アリールチオ基の炭素数は6~10であることが好ましい。アリールチオ基の例としては、フェニルチオ基、1-ナフチルチオ基、及び2-ナフチルチオ基が挙げられる。
【0179】
アルキルカルボニル基の炭素数は2~10であることが好ましい。アルキルカルボニル基の例としては、アセチル基及びエチルカルボニル基が挙げられる。
【0180】
アルコキシカルボニル基の炭素数は2~10であることが好ましい。アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基及びエトキシカルボニル基が挙げられる。
【0181】
アラルキル基の炭素数は7~11であることが好ましい。アラルキル基の例としては、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、及びナフチルメチル基が挙げられる。
【0182】
アラルコキシ基の炭素数は7~11であることが好ましい。アラルコキシ基の例としては、ベンジロキシ基及びナフチルメトキシ基が挙げられる。
【0183】
アリール基の炭素数は6~12であることが好ましい。アリール基の例としては、フェニル基、1-ナフチル基、及び2-ナフチル基が挙げられる。
【0184】
アリールオキシ基の炭素数は6~12であることが好ましい。アリールオキシ基の例としては、フェニルオキシ基及びナフチルオキシ基が挙げられる。
【0185】
ヘテロアリール基の炭素数は3~12であることが好ましい。ヘテロアリール基の例には、チエニル基、フリル基、ピロリニル基、ピリジル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフラニル基、及びベンゾピロリニル基が挙げられる。
【0186】
アルコキシアルキルチオ基の炭素数は2~10であることが好ましい。アルコキシアルキルチオ基の例としては、メトキシメチルチオ基、メトキシエチルチオ基、メトキシn-プロピルチオ基、メトキシn-ブチルチオ基、エトキシエチルチオ基、及びn-プロポキシプロピルチオ基等が挙げられる。
【0187】
ハロアルキルチオ基の炭素数は1~10であることが好ましい。ハロアルキルチオ基の例としては、トリフルオロメチルチオ基、テトラフルオロエチルチオ基、クロロメチルチオ基、2-クロロエチルチオ基、及びブロモメチルチオ基が挙げられる。
【0188】
シクロアルキルチオ基の炭素数は3~8であることが好ましい。シクロアルキルチオ基の例としては、シクロプロピルチオ基、シクロブチルチオ基、シクロペンチルチオ基、及びシクロヘキシルチオ基が挙げられる。なお、シクロアルキルチオ基は、置換基を有してもよいが、炭素数の数(炭素数3~8)には、置換基の炭素数は含まれないものとする。
【0189】
オリゴマー基は、オリゴマー鎖と、連結基と、末端基とを含む。
【0190】
オリゴマー鎖は、ポリアルキレンオキシド鎖、ポリシロキサン鎖、及び、ポリエステル鎖からなる群より選ばれる少なくとも1種を含み得る。オリゴマー鎖は、2価の基である。
【0191】
ポリアルキレンオキシド鎖は、炭素数1以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のポリアルキレンオキシドを繰り返し単位とする。繰り返し単位の繰り返し数は、例えば、3以上1000以下である。繰り返し単位は、例えば、-CH2O-、-CH2CH2O-、-CH(CH3)CH2O-、-CH2CH(CH3)O-、-CH2CH2CH2O-、又は、-CH2CH2C(CH3)O-である。
【0192】
ポリシロキサン鎖は、例えば、ジメチルシリレンオキシ(-Si(CH3)2O-)を繰り返し単位とする。繰り返し単位の繰り返し数は、例えば、3以上1000以下である。
【0193】
ポリエステル鎖は、例えば、-OC(=O)CH2-、-OC(=O)CH2CH2CH2CH2C(=O)O-、又は、-OC(=O)CH2CH2CH2CH2C(=O)OCH2CH2-)を繰り返し単位とする。繰り返し単位の繰り返し数は、例えば、3以上1000以下である。
【0194】
連結基は、フォトクロミック化合物とオリゴマー鎖の一方の端部とを結合する。連結基は、例えば、-O-、-O-CH2CH2-O-、-O-CH2CH2-OC(=O)CH2CH2C(=O)-O-、又は、-O-CH2CH2-OC(=O)CH2CH2C(=O)-O-CH2-である。連結基は、2価の基であってもよく、2価以上の基であってもよい。
【0195】
末端基は、オリゴマー鎖の他端と結合する。末端基は、例えば、炭素数1以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数1以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシ基、又は、炭素数2以上30以下の直鎖状若しくは分岐状のアルケニル基である。末端基は、メチル基であることが好ましい。
【0196】
オリゴマー基は、第1の連結基と、オリゴマー鎖と、第2の連結基とを含んでいてもよい。第1の連結基と第2の連結基とは、互いに同一構造を有していてもよく、互いに異なる構造を有していてもよい。第1の連結基は第1のフォトクロミック化合物と連結する。第2の連結基は、第2のフォトクロミック化合物と連結する。第1のフォトクロミック化合物と第2のフォトクロミック化合物とは、互いに同一構造を有していてもよく、互いに異なる構造を有していてもよい。
【0197】
上述したシクロアルキル基、アリールチオ基、アラルキル基、アラルコキシ基、アリールオキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、およびシクロアルキルチオ基は、非置換であってもよく、置換基を有していてもよい。
【0198】
シクロアルキル基、アリールチオ基、アラルキル基、アラルコキシ基、アリールオキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、およびシクロアルキルチオ基が有し得る置換基は、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のハロアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~10のハロアルコキシ基、炭素数1~10のアルキルチオ基、ヒドロキシル基、炭素数3~8のシクロアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基、炭素数1以上20以下のアルキルアリール基、1以上5以下のヘテロ原子を含む炭素数1以上8以下のヘテロシクロアルキル基、1以上5以下のヘテロ原子を含む、炭素数1以上8以下のヘテロアリール基、炭素数6以上12以下のアリールオキシ基、炭素数6以上12以下のアリールチオ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、及び、オリゴマー基からなる置換基群から選択され得る。置換基の数は、1つであってもよく、2以上であってもよい。
【0199】
Q13及びQ14、Q14及びQ15、並びにQ15及びQ16は、互いに結合して、炭素数2以上5以下の脂肪族環、1以上3以下のヘテロ原子を含む炭素数1以上4以下の脂肪族複素環、炭素数4以上12以下の芳香族環、又は、1以上6以下のヘテロ原子を含む炭素数3以上11以下の芳香族複素環を形成していてもよい。脂肪族環、脂肪族複素環、芳香族環、及び、芳香族複素環は、非置換でもよく、上記の置換基群から選択される少なくとも1種の置換基を有していてもよい。
【0200】
Q18及びQ19は、互いに結合して、13位の炭素原子をスピロ原子とする置換若しくは非置換のスピロ環を形成することが好ましい。スピロ環は、脂肪族環、縮合多環、複素環、又は、複素環式芳香族環であり得る。スピロ環は、環員炭素数が5~16の脂肪族環であることが好ましい。脂肪族環は、置換基として、炭素数1~3のアルキル基を有することが更に好ましい。
【0201】
Q18及びQ19は、それぞれ独立に、式:-Q100-(X100Q101)θ-X101Q102に表される基、置換若しくは非置換の炭素数1以上20以下のハロアルキル基、又は、炭素数1以上10以下の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基であってもよい。
【0202】
Q100は、置換基にハロゲン原子を含んでもよいアルキレン基である。アルキレン基の炭素数は、1以上20以下であることが好ましく、1以上12以下であることがより好ましく、1以上7以下であることがさらに好ましく、2以上6以下が最も好ましい。ハロゲン原子としては、I、Cl、Br、及びFからなる群より選ばれる少なくとも1種を用い得る。
【0203】
Q101は、置換基にハロゲン原子を含んでもよいアルキレン基である。アルキレン基の炭素数及びハロゲン原子の好ましい態様は、Q1と同様である。
【0204】
Q102は、置換基にハロゲン原子を含んでもよいアルキル基である。アルキル基の炭素数は、1以上20以下であることが好ましく、1以上12以下であることがより好ましく、1以上7以下であることがさらに好ましく、2以上6以下が最も好ましい。
【0205】
X100、及び、X101は、それぞれ独立に、O、S、N、又は、Pである。X101、及び、X102はO、S又はNであることが好ましく、O又はSであることがより好ましく、Oであることが最も好ましい。
θは、0又は1である。
【0206】
式の具体例には、-CH2OCH3、-CH2SCH3、-CH2CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH3、-CH2CH2SCH3、-CH2CH2CH2OCH3、-CH2CH2CH2SCH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH3、及び、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH3が挙げられる。
【0207】
ハロアルキル基の炭素数は、1以上12以下であることがより好ましく、1以上7以下であることがさらに好ましく、2以上6以下が最も好ましい。ハロゲン原子としては、I、Cl、Br、及びFからなる群より選ばれる少なくとも1種を用い得る。ハロゲン原子は、C1及びFの少なくとも一方であることが好ましく、Fであることがより好ましい。
【0208】
ハロアルキル基は、末端の炭素に1以上のハロゲン原子が結合していることが好ましく、3つのハロゲン原子が結合していることが好ましい。末端の炭素にハロゲン原子が結合しているハロアルキル基を用いると、立体障害がより生じ易い傾向にある。
【0209】
ハロアルキル基は、例えば、下記式(A)で表される。
-CαHβZγ (A)
【0210】
式(A)において、αは、炭素原子の数である。αは、1以上10以下であることが好ましく、2以上6以下であることがより好ましい。
βは、水素原子の数である。βは、例えば、1以上20以下であり、好ましくは、2以上12以下であり、より好ましくは、4以上10以下である。ただし、β+γ=2α+1である。
Zは、ハロゲン原子を表す。γは、ハロゲン原子の数である。γは、例えば、1以上20以下であり、好ましくは、2以上12以下であり、より好ましくは、3以上6以下である。
【0211】
紫外線吸収剤は、400nm以下の紫外線(UV)領域において吸収波長を有する。紫外線吸収剤は、330nm以上380nm以下の領域に最大吸収波長を有してもよく、250nm以上330nm未満の領域に最大吸収波長を有してもよい。紫外線吸収剤としては、有機化合物を用い得る。紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン誘導体、メトキシケイ皮酸エチルヘキシル、ベンゾトリアゾール誘導体、及びトリアジン誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いる。紫外線吸収剤は、ベンゾフェノン誘導体、メトキシケイ皮酸エチルヘキシル、及び、ベンゾトリアゾール誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
【0212】
青色光吸収剤としては、吸収スペクトルにおいて、400nm超450nm以下の波長領域に吸収ピークを有する化合物を用い得る。このような化合物としては、例えば、ペリレン系化合物、ポルフィリン系化合物、カロテノイド系化合物、及び、シアニン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である。青色光吸収剤としては、ポルフィリン系化合物を用いることが好ましく、テトラアザポルフィリン化合物を用いることがより好ましい。
【0213】
高エネルギー可視光線吸収剤は、400nm超420nm以下の波長領域に吸収ピークを有する青色光吸収剤である。高エネルギー可視光線吸収剤としては、青色光吸収剤と同様のものを用い得る。
【0214】
染料は、吸収スペクトルにおいて、540nm以上650nm以下の波長領域に吸収ピークを有する化合物を含むことが好ましく、550nm以上600nm以下の波長領域に吸収ピークを有する化合物を含むことがより好ましい。このような化合物を含むと、硬化体の防眩性を高められる。このような化合物としては、ニトロ系化合物、アゾ系化合物、アントラキノン系化合物、スレン系化合物、ポルフィリン系化合物、希土類金属化合物等が挙げられる。このような化合物としては、テトラアザポルフィリン化合物及びネオジム化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。
【0215】
エレクトロミック化合物としては、ビオロゲン等の有機物、エレクトロミック性を有するポリマー、d原子を有する金属塩錯体等が挙げられる。
【0216】
光学材料用組成物の固形分において、機能性色素が占める割合は、例えば、0.1質量%以上10質量%以下であり、好ましくは、1質量%以上5質量%以下である。
【0217】
(その他添加剤)
光学材料用組成物は、効果を損なわない範囲で各種添加剤を含んでもよい。添加剤は、例えば、重合促進剤、重合開始剤、機能性色素、紫外線吸収剤、帯電防止剤、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、香料等の添加剤、溶剤、レベリング剤、内部離型剤、さらには、t-ドデシルメルカプタン等のチオール類等の重合調整剤を、必要に応じて配合することができる。
【0218】
(硬化促進剤)
ウレタン系の光学材料用組成物は、上述した成分の種類に応じて、その重合硬化を速やかに促進させるために各種の重合硬化促進剤をさらに含んでよい。水酸基及びチオール基と、イソシアネート基及びイソチアシアネート基との反応に用いるウレタン或いはウレア用反応触媒や縮合剤が、重合硬化促進剤として使用される。
【0219】
このウレタン或いはウレア用反応触媒は、ポリイソ(チオ)シアネートと、ポリオール又はポリチオールとの反応によるポリ(チオ)ウレタン結合生成において用いられる。これらのウレタン或いはウレア用反応触媒は、3級アミン類およびこれらに対応する無機または有機塩類、ホスフィン類、4級アンモニウム塩類、4級ホスホニウム塩類、ルイス酸類、または有機スルホン酸を挙げることが出来る。この具体例としては、以下のものを例示することができる。また、選択する上述の化合物の種類により、触媒活性が高すぎる場合は、3級アミンとルイス酸を混合して用いることにより触媒活性を抑えることが可能である。
【0220】
3級アミン類;トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリエチルアミン、ヘキサメチレンテトラミン、N,N-ジメチルオクチルアミン、N,N,N′,N′-テトラメチル-1,6-ジアミノヘキサン、4,4′-トリメチレンビス(1-メチルピペリジン)、1,8-ジアザビシクロ-(5,4,0)-7-ウンデセン
【0221】
ホスフィン類;トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリ-n-プロピルホスフィ、トリイソプロピルホスフィン、トリ-n-ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリベンジルホスフィン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,2-ビス(ジメチルホスフィノ)エタン
【0222】
4級アンモニウム塩類;テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド
【0223】
4級ホスホニウム塩類;テトラメチルホスホニウムブロマイド、テトラブチルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムブロマイド
【0224】
ルイス酸;トリフェニルアルミ、ジメチルスズジクロライド、ジメチルスズビス(イソオクチルチオグリコレート)、ジブチルスズジクロライド、ジブチルチンジラウレート、ジブチルスズマレエ-ト、ジブチルスズマレエートポリマー、ジブチルスズジリシノレート、ジブチルスズビス(ドデシルメルカプチド)、ジブチルスズビス(イソオクチルチオグリコレート)、ジオクチルスズジクロライド、ジオクチルスズマレエート、ジオクチルスズマレエートポリマー、ジオクチルスズビス(ブチルマレエート)、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジリシノレート、ジオクチルスズジオレエート、ジオクチルスズジ(6-ヒドロキシ)カプロエート、ジオクチルスズビス(イソオクチルチオグリコレート)、ジドデシルスズジリシノレート
【0225】
有機スルホン酸;メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸。
【0226】
縮合剤としての具体例は、以下のものを例示することができる。
無機酸;塩化水素、臭化水素、硫酸やリン酸等。
有機酸;p-トルエンスルホン酸、カンファ-スルホン酸等。
酸性イオン交換樹脂;アンバ-ライト、アンバ-リスト等。
カルボジイミド;ジシクロヘキシルカルボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノピロリル)-カルボジイミド
【0227】
上記した各種の重合促進剤は、それぞれ、1種単独でも、2種以上を併用することもできるが、その使用量は、所謂触媒量でよく、例えば、上記ポリイソ(チオ)シアネート化合物及びポリオール化合物の合計100質量部に対して、0.001~10質量部、特に0.01~5質量部の範囲の少量でよい。
【0228】
(重合開始剤)
重合開始剤としては、熱重合開始剤及び光重合開始剤の少なくとも一方を用いる。
【0229】
熱重合開始剤としては、ジアシルパーオキサイドとして、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が挙げられる。
【0230】
パーオキシエステルとしては、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が挙げられる。
パーカーボネートとしては、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が挙げられる。
アゾ化合物としては、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)が挙げられる。
【0231】
光重合開始剤としては、アセトフェノン系化合物として、1-フェニル-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オンが挙げられる。
【0232】
α-ジカルボニル系化合物としては、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が挙げられる。
アシルフォスフィンオキシド系化合物としては、2,6-ジメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィン酸メチルエステル、2,6-ジクロルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、2,6-ジメトキシベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキシドが挙げられる。
【0233】
尚、光重合開始剤を用いる場合には、3級アミン等の公知の重合硬化促進助剤を併用することもできる。
【0234】
(酸化防止剤)
酸化防止剤としては、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチル-フェノール、BASFジャパン株式会社製IRGANOX245: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-トルイル]プロピオネート]、BASFジャパン株式会社製IRGANOX1076:オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、BASFジャパン株式会社製IRGANOX1010:ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、BASFジャパン株式会社製のIRGANOX1035、1075、104、3790、5057、565等を用い得る。
【0235】
レベリング剤としては、シリコーン界面活性剤、フッ素含有界面活性剤等を用い得る。具体的には、ダウ・東レ株式会社株式会社製L-7001、L-7002、L-7604、FZ-2123、DIC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、スリーエムジャパン株式会社製フローラッドFC-430等を用い得る。
【0236】
(光安定剤)
光安定剤としては、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル骨格を有するヒンダートアミン系の化合物を使用することが好ましく、市販のものを使用できる。例えば、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-オクチルオキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、1-[2-{3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]-4-{3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-ベンゾイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、メチル(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニルメタクリレート、2-[[3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシフェニル]メチル]-2-ブチルプロパン二酸[1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル]、ポリ[{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}]、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート等が挙げられる。商品名としては、株式会社ADEKA社製アデカスタブ(登録商標)LAシリーズ(LA-52,LA-57,LA-63P,LA-68,LA-72,LA-77Y,LA-81,LA-82など)、BASFジャパン株式会社製のTINUVIN(登録商標)シリーズ(TINUVIN123,TINUVIN171,TINUVIN249,TINUVIN292,TINUVIN765,TINUVIN622SFなど)、Chimassorb(登録商標)シリーズ(Chimassorb2020FDL,Chimassorb944FDL)等が挙げられる。
【0237】
(有機溶媒)
光学材料用組成物は、その粘度を調整するために、有機溶媒を含んでいてもよい。有機溶媒は、テトラヒドロフラン、ジエチルケトン、t-ブチルアルコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、酢酸エチル、及びシクロヘキサノンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含み得る。
光学材料用組成物において、有機溶媒が占める割合は、例えば、30質量%以上80質量%以下である。
【0238】
(内部離型剤)
また、光学物品の離型性が悪い場合には、内部離型剤を使用することができる。このような内部離型剤としては、離型性の効果があり樹脂の透明性などの物性を損なわないものであればいずれでも使用可能であるが、好ましくは界面活性剤が使用される。その中でも、リン酸エステル系界面活性剤が好ましい。ここでいう内部離型剤は、前述の各種触媒のうち離型効果を示すものをも含み、例えば4級アンモニウム塩類および4級ホスホニウム塩類をも含むことがある。これら内部離型剤は、モノマーとの組合せ、重合条件、経済性、取り扱いの容易さより適宜選ばれる。リン酸エステルの内部離型剤の具体例は、以下のとおりである。
【0239】
アルキルアシッドホスフェート;リン酸モノ-n-ブチル、リン酸モノ-2-エチルヘキシル、リン酸モノ-n-オクチル、リン酸モノ-n-ブチル、ビス(2-エチルヘキシル)ホスフェ-ト、リン酸ジ(2-エチルヘキシル)、リン酸ジ-n-オクチル、リン酸ジ-n-ブチル、ブチルアシッドホスフェート(モノ-、ジ-混合物)、エチルアシッドホスフェート(モノ-、ジ-混合物)、ブトキシエチルアシッドホスフェート(モノ-、ジ-混合物)、2-エチルヘキシルアシッドホスフェート(モノ-、ジ-混合物)、イソトリデンアシッドホスフェート(モノ-、ジ-混合物)、テトラコシルアシッドホスフェート(モノ-、ジ-混合物)、ステアリルアシッドホスフェイト(モノ-、ジ-混合物)、
その他のリン酸エステル;オレイルアシッドホスフェート(モノ-、ジ-混合物)、ジブチルピロホスフェート、エチレングリコールアシッドホスフェート(モノ-、ジ-混合物)、ブトキシエチルアシッドホスフェート(モノ-、ジ-混合物)等が例示できる。
【0240】
[硬化体]
実施形態に係る光学材料用組成物を硬化させることにより、硬化体が得られる。硬化方法としては、例えば、紫外線、α線、β線、γ線等の活性エネルギー線の照射、熱、あるいは両者の併用等により、ラジカル重合、開環重合、アニオン重合或いは縮重合を行うことが挙げられる。
【0241】
硬化方法は、マトリックス形成用化合物の種類により適宜決定される。例えば、マトリックス形成用化合物が、ラジカル重合性基を有する化合物を含む場合、光重合が好適である。また、マトリックス形成用化合物が、重付加反応性基を有する化合物、及び重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物を含む場合、熱重合が好適である。
【0242】
なお、マトリックス形成用化合物が、重付加反応性基を有する化合物を含む場合、光学材料用組成物に、重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物を混合し、得られた硬化性組成物を熱重合に供する。マトリックス形成用化合物が、重付加反応性基と反応する反応性基を有する化合物を含む場合、光学材料用組成物に、重付加反応性基を有する化合物を混合し、得られた硬化性組成物を熱重合に供する。
【0243】
重付加反応性基及びこれと反応する反応性基を含む光学材料用組成物においては、重付加反応性基のモル数と反応性基のモル数とは、等しくてもよく、一方が過剰であってもよい。例えば、イソシアネート基のモル数が過剰とすることにより、ウレタンプレポリマーを含む光学材料用組成物が得られる。
【0244】
また、ウレタンウレアプレポリマーを含む光学材料用組成物は、例えば、以下の方法で得られる。先ず、ポリオールとポリイソシアネート化合物とを、イソシアネート基のモル数が過剰となるように反応させてウレタンプレポリマーを得る。このウレタンプレポリマーとポリアミンとを、イソシアネート基が過剰となるように反応させてウレタンウレアプレポリマーを得る。
【0245】
ウレタンプレポリマー及びウレタンウレアプレポリマーの少なくとも一方を含む光学材料用組成物は、接着層形成用組成物として好適に用い得る。
【0246】
[光学物品及びその製造方法]
光学物品は、実施形態に係る光学材料用組成物の硬化体を含む。光学物品としては、レンズ、家屋や自動車の窓ガラス、液晶ディスプレイ、サンバイザー、時計等が挙げられる。レンズは、セミフィニッシュドレンズ及びフィニッシュドレンズを含む。
【0247】
実施形態に係る光学物品は、特に、フォトクロミック光学物品に好適に用いられる。フォクロミック光学物品は、フォトクロミック化合物を含む硬化性組成物の硬化体を含む。フォトクロミック光学物品としては、フォトクロミックレンズが挙げられる。フォトクロミックレンズは、練り込み法、コーティング法、ガラス貼り合わせ法、バインダー法等、公知の方法で製造できる。
【0248】
練り込み法による光学物品は、例えば、注型重合法により製造できる。先ず、エラストマーガスケット又はスペーサで保持されているガラスモールド間に、光学材料用組成物を注入し、十分に脱泡する。次いで、空気炉中、もしくは水中で加熱して、硬化体を得る。
【0249】
練り込み法用の光学材料用組成物は、式(I)に表される光学材料用化合物、イソシアネート化合物、活性水素化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、及び硬化促進剤を含むことが好適である。式(I)に表される光学材料用化合物は、透明性の観点から、ジチオール型であることが好ましい。イソシアネート化合物は、ジイソシアネートを含むことが好ましい。また、イソシアネート化合物は、脂環族イソシアネート化合物及び芳香族イソシアネート化合物の少なくとも一方を含むことが好ましく、両方を含むことがより好ましい。活性水素化合物は、チオールを含むことが好ましく、ポリチオールを含むことがより好ましい。練り込み法用の光学材料用組成物において、式(I)に表される光学材料用化合物、イソシアネート化合物、及び活性水素化合物が占める割合は、それぞれ、5質量%以上30質量%以下、30質量%以上45質量%以下、40質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
【0250】
コーティング法による光学物品は、例えば、レンズ基材等の光学基材上に光学材料用組成物をスピンコート等により塗布し、塗膜を硬化させることにより得られる。
【0251】
コーティング法用の光学材料用組成物は、式(I)に表される光学材料用化合物、(メタ)クリレート、ロタキサン、酸化防止剤、光安定剤、レベリング剤、及び光重合開始剤を含むことが好適である。式(I)に表される光学材料用化合物は、ジアクリレート型又はジメタクリレート型であることが好ましい。(メタ)クリレートは、単官能(メタ)アクリル系重合性化合物、2官能(メタ)アクリレート化合物、3官能(メタ)アクリル系重合性化合物、及び4官能(メタ)アクリル系重合性化合物からなる群より選ばれる少なくとも2種の化合物を含むことが好ましく、すべてを含むことがより好ましい。コーティング法用の光学材料用組成物において、式(I)に表される光学材料用化合物、単官能(メタ)アクリル系重合性化合物、2官能(メタ)アクリレート化合物、3官能(メタ)アクリル系重合性化合物、及び4官能(メタ)アクリル系重合性化合物が占める割合は、それぞれ、30質量%以上50質量%以下、5質量%以上20質量%以下、10質量%以上25質量%以下、及び、5質量%以上20質量%以下であることが好ましい。
【0252】
光学基材としては、特に制限されるものではなく、公知のプラスチック基材を用いることができる。具体的には、(メタ)アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アリル系樹脂、チオウレタン系樹脂、ウレタン系樹脂、チオエポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等のプラスチック材料が挙げられる。光学基材として偏光フィルムを用いてもよい。
【0253】
塗膜との密着性を高めるために、光学基材の表面に、アルカリ溶液、酸溶液等による化学的処理、コロナ放電、プラズマ放電、研磨等による物理的処理を行ってもよい。また、光学基材の表面に透明な接着樹脂層を設けてもよい。
【0254】
ガラス貼り合わせ法による光学物品は、例えば、以下の方法で製造する。先ず、一対のガラス基材を準備する。スペーサを配置した一方のガラス基材上に光学材料用組成物を塗布し、この塗膜上に他方のガラス基材を積層させる。塗膜を硬化させて一対のガラス基材を接合する。
【0255】
ガラス張り合わせ法用の光学材料用組成物は、式(I)に表される光学材料用化合物、イソシアネート化合物、活性水素化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、及び硬化促進剤を含むことが好適である。式(I)に表される光学材料用化合物は、透明性の観点から、ジチオール型であることが好ましい。イソシアネート化合物は、ジイソシアネートを含むことが好ましい。また、イソシアネート化合物は、脂環族イソシアネート化合物及び芳香族イソシアネート化合物の少なくとも一方を含むことが好ましく、両方を含むことがより好ましい。活性水素化合物は、チオールを含むことが好ましく、ポリチオールを含むことがより好ましい。ガラス張り合わせ法用の光学材料用組成物において、式(I)に表される光学材料用化合物、イソシアネート化合物、及び活性水素化合物が占める割合は、それぞれ、20質量%以上40質量%以下、20質量%以上40質量%以下、20質量%以上40質量%以下であることが好ましい。
【0256】
バインダー法による光学物品は、例えば、以下の方法で製造する。先ず、光学基材上に光学材料用組成物を塗布し、塗膜を乾燥させて接着層シートを形成する。得られた接着層シートを2枚の透明な光学シートで挟み、積層体を得る。接着層シートから光学基材を取り外し、塗膜のみを積層させてもよい。この積層体を加熱処理し、塗膜を重合させる。このようにして接着層を介して2枚の光学シートが接合されたバインダーシートが得られる。接着層シートを用いる代わりに、少なくとも一方の光学シート上に塗膜を直接形成してもよい。このバインダーシートを、例えば、金型内に装着させた後、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂を射出成形することにより、所定形状の光学物品が得られる。あるいは、このバインダーシートを注型重合法等により樹脂内に埋設してもよい。
【0257】
バインダーシート法用の光学材料用組成物は、ウレタンウレアプレポリマー、酸化防止剤、及びレベリング剤を含むことが好適である。ウレタンウレアプレポリマーは、ウレタンプレポリマーとポリアミンとの反応生成物である。ウレタンプレポリマーは、式(I)に表される光学材料用化合物とイソシアネート化合物との反応生成物である。ウレタンプレポリマー用組成物は、式(I)に表される光学材料用化合物、イソシアネート化合物、及び溶媒を含むことが好ましい。式(I)に表される光学材料用化合物は、透明性の観点から、ジチオール型であることが好ましい。
【0258】
以上の方法で得られたセミフィニッシュドレンズは、染色を施されてもよく、反射防止膜、ハードコート層、偏光層、偏光フィルム等の機能層が積層されてもよい。
【実施例0259】
以下に例示するいくつかの実施例によって、本発明をさらに詳しく説明する。これらの実施例は、単に、本発明を説明するためのものであり、本発明の精神及び範囲は、これら実施例に限定されるものではない。
【0260】
[光学材料用化合物の合成]
(化合物1の合成)
オートクレーブに1,4-ブタンジオール(70g)と触媒としての水酸化カリウム(1.2g)を加え、オートクレーブ中の空気を窒素置換した後、撹拌しながら120℃で触媒を溶解させて、第1溶液を得た。この第1溶液を120℃、0.2~0.5MPa(ゲージ圧)とし、プロピレンオキシド(550g)を滴下させ3時間撹拌して第2溶液を得た。120℃、0.2~0.5MPa(ゲージ圧)にて、第2溶液にエチレンオキシド(440g)を滴下させ1時間撹拌した。その後、オートクレーブより反応生成物を取り出し、塩酸でpHを6~7とし、含有する水分を除去するため110℃で1時間減圧乾燥した(ゲージ圧:0.095MPa)。その後、生成した塩を除去するためにろ過を行なうことで、下記式(I-1)に表される化合物1を得た。
【0261】
【0262】
得られた化合物1について、JIS K1557-1:2007に準じた水酸基価測定によって得られる水酸基価から数平均分子量を算出し、その値から式(I-1)におけるa、m+n、及びp+qの値を特定した。各付加モル数a、m+n、及びp+qの値を表1に示した。
【0263】
また、得られた化合物について、重水素化クロロホルムに溶解した後、1H-核磁気共鳴スペクトル測定装置(日本電子製JNM-ECA400II、400MHz、基準物質:TMS)を用いて測定した。各ユニットの数平均分子量を算出することで、得られた化合物の数平均分子量に対する、ポリエチレンオキシド鎖の数平均分子量の割合、R1鎖の数平均分子量、及び、化合物の数平均分子量におけるR1鎖の数平均分子量の割合、さらにR1鎖の数平均分子量に対するR11O鎖の数平均分子量の割合を表1に示した。
【0264】
(化合物2~5の合成)
出発物質ならびにプロピレンオキシド、エチレンオキシドの各付加量を変更したこと以外は化合物1と同様の方法で、上記式(I-1)に表される化合物2、4及び5並びに下記式(I-2)に表される化合物3を合成した。各付加モル数a、m+n、及びp+qの値を表1に示した。
【0265】
【0266】
(化合物6の合成)
オートクレーブに1,4-ブタンジオール(70g)と触媒としての水酸化カリウム(1.4g)を加え、オートクレーブ中の空気を窒素置換した後、撹拌しながら120℃で触媒を溶解させ、第1溶液を得た。次に、この第1溶液を120℃、0.2~0.5MPa(ゲージ圧)とし、プロピレンオキシド(135g)及びテトラヒドロフラン(560g)の混合物を滴下させ5時間撹拌し、第2溶液を得た。続いて、120℃、0.2~0.5MPa(ゲージ圧)にて、第2溶液にエチレンオキシド(550g)を滴下させ1時間撹拌した。その後、オートクレーブより反応生成物を取り出し、塩酸でpHを6~7とし、含有する水分を除去するため110℃で1時間減圧乾燥した(ゲージ圧:0.095MPa)。その後、生成した塩を除去するためにろ過を行なうことで、下記式(I-3)に表される化合物6を得た。各付加モル数b、c、及びp+qの値を表1に示した。
【0267】
【0268】
(化合物7の合成)
100mLフラスコに、化合物5(50g)、p-トルエンスルホン酸1水和物(0.68g)、トルエン60mL、3-メルカプトプロピオン酸(7.6g)を加え、Dean-stark管を用いて水を除去しながら加熱還流を10時間行なった。室温まで冷却した後、1%アンモニア水を加えて洗浄、分液し、有機層を減圧留去した。その後、ジクロロメタンを加えて反応生成物を溶解し、水で3回洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を減圧留去することで下記式(I-4)に表される化合物7を得た(収率:90%)。
【0269】
【0270】
化合物7のプロトン核磁気共鳴スペクトルを測定したところ、以下のピークを示した。
δ1.08-1.17(m,33H),1.62(quint,4H),2.66-2.80(m,8H),3.29-3.73(m,97H),4.31(m,4H)。
【0271】
(化合物8の合成)
100mLフラスコに、化合物5(50g)、p-トルエンスルホニルクロリド(14g)、ジクロロメタン40mLを加え、10℃に冷却した。その後、トリエチルアミン(7.2g)を滴下し、室温で8時間撹拌した。反応液を水で3回洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を減圧留去した。
【0272】
続いて、得られた反応生成物にチオ尿素(5.5g)と水(280g)を加え、3時間加熱還流した。その後、反応液を室温に冷却し、ヒドラジン1水和物(8.9g)を加え、さらに18時間撹拌した。その後、塩酸を加えて酸性とし、ジクロロメタンで抽出操作を行なった。得られた有機層を水で3回洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後に溶媒を減圧留去することで下記式(I-5)に表される化合物8を得た(収率:75%)。
【0273】
【0274】
化合物8のプロトン核磁気共鳴スペクトルを測定したところ、以下のピークを示した。
δ1.08-1.17(m,33H),1.62(quint,4H),3.29-3.73(m,101H)。
【0275】
(化合物9の合成)
100mLフラスコに、化合物1(50g)とジクロロメタン40mLを加え、10℃に冷却した後、精製アクリル酸クロリド(13g)、トリエチルアミン(15g)を滴下し、室温で5時間撹拌した。その後、反応液を3%塩酸で3回、水で3回洗浄した後、10%水酸化ナトリウム水溶液で3回、水で3回洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を減圧留去することで下記式(I-6)に表される化合物9を得た(収率:90%)。
【0276】
【0277】
化合物9のプロトン核磁気共鳴スペクトルを測定したところ、以下のピークを示した。
δ1.08-1.17(m,21H),1.62(quint,4H),3.29-3.73(m,49H),4.31(m,4H),5.84(d,2H),6.16(dd,2H),6.43(d,2H)。
【0278】
(化合物10の合成)
100mLフラスコに、化合物1(50g)、60%水素化ナトリウム(7.5g)、乾燥テトラヒドロフラン30mLを加え、室温で1時間撹拌した後、アリルブロミド(15g)を滴下し、室温でさらに18時間撹拌した。溶媒を減圧留去した後、ジクロロメタンを加え、水で3回洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を減圧留去することで下記式(I-7)に表される化合物10を得た(収率:88%)。
【0279】
【0280】
化合物10のプロトン核磁気共鳴スペクトルを測定したところ、以下のピークを示した。
δ1.08-1.17(m,21H),1.62(quint,4H),3.29-3.73(m,53H),4.10(m,4H),5.17(d,2H),5.33(d,2H),6.00(m,2H)。
【0281】
【0282】
【0283】
表2において、「数平均分子量」と表記した列には、各光学材料用化合物の数平均分子量を、「EO(%、Mn/Mn)」と表記した列には、光学材料用化合物の数平均分子量におけるポリエチレンオキシド鎖の数平均分子量が占める割合を、「R1基数平均分子量」と表記した列には、R1基の数平均分子量を、「R1基(%、Mn/Mn)」と表記した列には、光学材料用化合物の数平均分子量においてR1基の数平均分子量が占める割合を、「R11O鎖/R1基(%、Mn/Mn)」と表記した列には、R1基の数平均分子量に対するR11O鎖の数平均分子量の割合をそれぞれ記載している。
【0284】
[光学材料用組成物及び硬化体]
化合物1~10を用いて、フォトクロミック光学物品を製造した。用いた材料及び評価方法は、以下のとおりである。
【0285】
〈ウレタン系光学材料用組成物及び硬化体の製造〉
<機能性色素>
PC1:下記式で表される化合物
【0286】
【0287】
PC2:下記式で表される化合物
【0288】
【0289】
PC3:下記式で表される化合物
【0290】
【0291】
PC4:下記式で表される化合物
【0292】
【0293】
<ポリイソシアネート化合物>
NBDI:ノルボルナンジイソシアネート
1,3-H6XDI:1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン
1,4-H6XDI:1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン
【0294】
<活性水素含有化合物>
TMMP:トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)
PEMP:ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)
DPMP:ジペンタエリスリト-ルヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)
【0295】
<光学材料用化合物>
化合物(1)~(8)
L-31:下記に表される平均分子量1100のジオール。x及びzの平均値は1であり、yの平均値は17である。
【0296】
【0297】
<添加剤>
酸化防止剤:BASFジャパン株式会社製 Irganox245(0.1質量部)
紫外線吸収剤:BASFジャパン株式会社製 Uvinul MC80(0.6質量部)
硬化促進剤:ジメチルクロル錫(0.05質量部)
なお、上記添加剤は、ポリイソシアネート化合物と活性水素含有化合物と光学材料用化合物の合計を100質量部とした時の配合割合である。
【0298】
(実施例1)
表3に示すとおりに各成分を混合した硬化性組成物を調製した。
調製した硬化性組成物を十分に脱泡した後、2mmの隙間を設けたガラスモールドの中に注入し、注型重合により硬化性組成物を重合した。重合は空気炉を用い、27℃から120℃まで徐々に昇温させながら18時間かけて行った。重合後、硬化体をガラスモールドから取り外し、厚み2mmの硬化体(光学物品)を得た。
【0299】
(実施例2~8、比較例1)
表3に示した配合に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で硬化体を作製した。
【0300】
(実施例9、比較例2)
表4に示した配合に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法でフォトクロミック硬化体(フォトクロミック光学物品)を作製した。
【0301】
〔評価方法〕
〈白濁〉
得られたフォトクロミック硬化体の濁り度合いを目視にて評価した。この結果を表3に示す。
1:集光器による評価において、白濁なしと認められる。
2:集光器による評価において、白濁が認められるが透明性はある。
3:集光器による評価において、白濁が認められ透明性なし。
4:蛍光灯下、目視による評価において、透明性なし。
【0302】
〈フォトクロミック特性〉
実施例9及び比較例2で得られたフォトクロミック硬化体について、以下に示す方法により評価を行った。この結果を表4に示す。
大塚電子株式会社製の分光光度計(瞬間マルチチャンネルフォトディテクターMCPD3000)を用いて、下記の値を測定した。
極大吸収波長(λmax):発色後の極大吸収波長である。
発色濃度:前記極大吸収波長における、23℃で300秒間光照射した後の吸光度(A300)と光未照射時の吸光度(A0)との差である。
退色半減期〔τ1/2(sec)〕:23℃において、300秒間光照射後、光の照射を止めたときに、試料の前記極大吸収波長における吸光度が{A300-A0}の1/2まで低下するのに要する時間である。
【0303】
〈耐久性〉
残存率(%)=〔(A96)/(A0)×100〕:スガ試験機社製キセノンウェザーメーターX25を用いて、フォトクロミック硬化体を96時間促進劣化させた。発色濃度の評価を促進劣化試験前後で行ない、試験前のフォトクロミック硬化体の発色濃度(A0)および試験後のフォトクロミック硬化体の発色濃度(A96)の比(A96/A0)を残存率とし、発色の耐久性の指標とした。残存率が高いほど発色の耐久性が高いことを意味する。この結果を表4に示す。
【0304】
【0305】
【0306】
(実施例16~28、比較例3)
表5に示した配合に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法でフォトクロミック硬化体を作製した。評価結果を表5に示す。
【0307】
【0308】
〈アクリル系光学材料用組成物及び硬化体の製造〉
<機能性色素>
PC1~PC4
【0309】
<(メタ)アクリレート化合物>
TMPT:トリメチロールプロパントリメタクリレート
A400:ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキシ基繰り返し単位の平均値:9)
DTMP:ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート
GMA:グリシジルメタクリレート
PR1:国際公開第2018/235771号に記載の方法で合成されたアクリル変性ポリロタキサンである。軸分子が分子量11000のポリエチレングリコールで形成され、両端の嵩高い基がアダマンチル基であり、環状分子がα-シクロデキストリンであり、オキシプロピレン基を介してε-カプロラクトンが平均で3.5分子開環重合したものである。
【0310】
pr2の特性を以下に示す。
αシクロデキストリンの包接量:0.25。
側鎖の修飾度:0.5。
側鎖の分子量:平均で約100。
重合性基(アクリル基)を含む鎖の分子量:平均で約650(重合性基を除く)。
重量平均分子量:200000。
この結果から、pr2は、側鎖の50%に重合性基としてアクリル基が導入され、側鎖の50%が末端にOH基を有する構造であることが分かる。また、1H-NMRの測定より、1分子当たり、平均で約140個の重合性基(アクリル基)を有する鎖が導入されたものである。
【0311】
<光学材料用化合物>
化合物(9)~(10)
【0312】
<添加剤>
酸化防止剤:BASFジャパン株式会社製 Irganox245(1質量部)
光安定剤:BASFジャパン株式会社製 Tinuvin765(3質量部)
レベリング剤:ダウ・東レ株式会社製 L7001(0.1質量部)
光重合開始剤:IGM ResinsB.V.社製 Omnirad819(0.3質量部)
なお、上記添加剤は、(メタ)アクリレート化合物と光学材料用化合物との合計を100質量部とした時の配合割合である。
【0313】
(実施例29~33、比較例4)
表6に示す処方により、各成分を混合した光学材料用組成物を調製した。次いで、光学基材として中心厚が2mmで屈折率が1.60のチオウレタン系プラスチックレンズを用意した。なお、このチオウレタン系プラスチックレンズは、事前に10%水酸化ナトリウム水溶液を用いて、50℃で5分間のアルカリエッチングを行い、その後十分に蒸留水で洗浄を実施した。
【0314】
上記のプラスチックレンズの表面に、スピンコーター(1H-DX2、MIKASA製)を用いて湿気硬化型プライマー(製品名;TR-SC-P、(株)トクヤマ製)を回転数70rpmで15秒、続いて1000rpmで10秒コートした。その後、上記で得られた光学材料用組成物約2gを、回転数60rpmで40秒、続いて600rpmで10~20秒かけて、コーティング層の膜厚が40μmになるようにスピンコートした。
【0315】
このようにコーティング剤が表面に塗布されているレンズを、窒素ガス雰囲気中で出力200mW/cm2のメタルハライドランプを用いて、90秒間光を照射し、塗膜を硬化させた。その後さらに110℃で1時間加熱することで、上記プラスチックレンズの表面上にフォトクロミック硬化体がコーティングされたフォトクロミック光学物品を得た。
得られたフォトクロミック光学物品について、実施例15と同様の方法で評価を行ない、評価結果を表6に示した。
【0316】
【0317】
〈ウレタンウレア系プレポリマー及び積層体の製造〉
<機能性色素>
PC1
【0318】
<ポリイソシアネート化合物>
IPDI:イソホロンジイソシアネート
【0319】
<活性水素含有化合物>
PCD:旭化成社製 デュラノール(Mn.1000、水酸基価114.1)
MBCHA:4,4‘-メチレンビス(シクロへキシルアミン)
【0320】
<光学材料用化合物>
化合物(5)
【0321】
<溶媒>
DEK:ジエチルケトン
TBA:tert-ブチルアルコール
【0322】
<添加剤>
酸化防止剤:BASFジャパン株式会社製 Irganox245(0.35質量部)
レベリング剤:ダウ・東レ株式会社製 L7001(0.05質量部)
なお、上記添加剤は、プレポリマーを100質量部とした時の配合割合である。
【0323】
(実施例34)
ウレタンウレア系プレポリマーの製造:
2Lの反応容器に、100gのIPDI、470gの化合物5、及び60gのDEKを投入して混合物を得た。窒素雰囲気下、100℃で5時間にわたってこの混合物を150rpmで攪拌して、ウレタンプレポリマーを含む反応液を得た。反応の終点は、イソシアネート基の逆滴定法により確認した。
【0324】
次に、得られた反応液を10℃に冷却した後、760gのDEKと200gのTBAを加え、液温を15℃に保持した。この反応液に、21.3gのMBCHAを滴下し、15℃で1時間反応させることにより、目的とするウレタンウレアプレポリマーPRE1を得た。なお、得られたPRE1において、固形分濃度は37.4質量%、数平均分子量は16000、軟化点は96℃であった。
【0325】
次に、100gのPRE1、1.00gのPC1、0.35gのIrganox245、及び0.05gのL7001を混合し室温で攪拌することで、PRE1を含む接着性光学材料用組成物AC1を得た。
【0326】
積層体の製造:
PRE1を含む接着性光学材料用組成物AC1を、バーコーターを用いて、PET(ポリエチレンテレフタレート)製フィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製ピューレックスフィルム、シリコン塗膜付)に塗布して塗膜を得た。この塗膜を100℃で5分間乾燥させた後、PET製フィルムを剥がして、厚み約30μmのフォトクロミック性接着シートを得た。次いで、得られたフォトクロミック性接着シートを、2枚のポリビニルアルコールフィルム(厚み75μm)で挟み、貼り合わせることで積層体を得た。なお、積層体は長方形の短冊状であった。積層体の長辺方向の一方の端部には、接着性組成物を塗工せず、未塗工部分とした。
【0327】
この積層体を、収縮しないように四方を抑えながら、100℃で6時間加熱した。加熱後の積層体を、室温で13Torrの条件下で5時間真空乾燥させることでフォトクロミックバインダーシート1を得た。
得られたフォトクロミック光学物品について、実施例15と同様の方法で評価を行ない、評価結果を表6に示した。
【0328】
(比較例5)
ウレタンウレア系プレポリマーの製造:
化合物5の代わりにPCD(315g)を用いたこと以外は実施例34と同様の方法で、目的とするプレポリマーPRE2を作製した。なお、得られたPRE2において、固形分濃度は37.6質量%、数平均分子量は13000、軟化点は98℃であった。
【0329】
また、実施例34と同様に、表6に示した配合でPRE2を含む接着性光学材料用組成物AC2を作製した。
【0330】
積層体の製造:
PRE2を含む接着性光学材料用組成物AC2を用いて、実施例34と同様の方法でフォトクロミックバインダーシート2を得た。
得られたフォトクロミック光学物品について、評価結果を実施例34同様、表7に示した。
【0331】
【0332】
〈ガラス貼り合わせ型フォトクロミック光学物品の製造〉
(実施例35)
表8に示すとおりに各成分を混合した光学材料用組成物を調製した。
次いで、調製した光学材料用組成物を接着剤として用い、一対の光学物品用ガラスプレート(厚さ0.8mm)を接合することでフォトクロミック光学物品を製造した。まず、0.1mm厚のスペーサを配置した一方の光学物品用ガラスプレート上に光学材料用組成物を塗布し、その上に他方の光学物品用ガラスプレートを配置した後に、光学材料用組成物を重合した。重合は空気炉を用い、27℃から120℃まで徐々に昇温しながら18時間かけて硬化させ、一対の光学物品用プレートを接合することで、0.1mm厚のフォトクロミック層を備えたガラス貼り合わせ型フォトクロミック光学物品を得た。
【0333】
得られたフォトクロミック光学物品について、実施例15と同様の方法で評価を行ない、評価結果を表8に示した。
【0334】
【表8】
なお、表3~表8において括弧内の数字は質量部を意味する。