DE60225167T2

DE60225167T2 - Photochrome polymerisierbare zusammensetzungen

Info

Publication number: DE60225167T2
Application number: DE60225167T
Authority: DE
Inventors: Cletus N. Massillon WELCH; Eric M. Pittsburgh KING; Lawrence G. Pittsburgh ANDERSON; Randy Turtle Creek DAUGHENBAUGH; Kevin J. Murrysville STEWART
Original assignee: Transitions Optical Inc
Current assignee: Transitions Optical Inc
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2022-11-01
Also published as: CN1281705C; HK1073126A1; AU2002343602B2; JP2007077398A; US6998072B2; JP2005507970A; ZA200403247B; US20030136948A1; KR100589820B1; JP3881983B2; ES2301686T3; WO2003038009A1; BR0213924A; EP1438368A1; CN1596291A; CA2466316A1; MXPA04004094A; KR20050042025A; DE60225167D1; EP1438368B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine photochrome Zusammensetzung aus wenigstens einem polymerisierbaren Material und einer photochromen Menge wenigstens einer photochromen Verbindung. Die polymerisierbare Zusammensetzung enthält wahlweise andere copolymerisierbare Monomere. Es können photochrome Verbindungen zu der Zusammensetzung vor der Polymerisation oder nachdem ein Polymerisat gebildet wird hinzu gegeben werden. Die vorliegende Erfindung betrifft auch photochrome Polymerisate und photochrome Gegenstände.
Photochromismus ist ein Phänomen, das eine umkehrbare Änderung der Farbe einer photochromen Verbindung oder eines Gegenstandes, der solch eine Verbindung enthält, beim Aussetzen an Lichtstrahlung, die ultraviolette Strahlen enthält, und eine Umkehr zu der ursprünglichen Farbe, wenn der Einfluss der ultravioletten Strahlung unterbrochen wird, einschließt. Quellen von Lichtstrahlung, die ultraviolette Strahlen enthalten, umfassen z. B. Sonnenlicht und das Licht einer Quecksilberlampe. Die Unterbrechung der ultravioletten Strahlung kann zum Beispiel durch die Lagerung der photochromen Verbindung oder des Gegenstandes im Dunkeln oder durch das Entfernen der Quelle der ultravioletten Strahlung (z. B. mittels Filtern) erreicht werden.
Der allgemeine Mechanismus, der für die umkehrbare Änderung der Farbe verantwortlich ist, d. h. einer Änderung in dem Absorptionsspektrum in dem sichtbaren Bereich des Lichts (400–700 nm), der von den verschiedenen Typen von photochromen Verbindungen gezeigt wird, wurde beschrieben und kategorisiert. Siehe John C. Crano, "Chromogenic Materials (Photochromic)", Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technologe, 4. Ausgabe, 1993, S. 321–332. Der allgemeine Mechanismus für die üblichsten Klassen von photochromen Verbindungen, z. B. Indolinospiropyrane und Indolinospirooxazine, umfasst einen elektrocycli schen Mechanismus. Wenn sie aktivierender Strahlung ausgesetzt werden, dann transformieren diese Verbindungen von einer farblosen Verbindung mit geschlossenem Ring in eine gefärbte Spezies mit offenem Ring. Im Gegensatz dazu wird die gefärbte Form von photochromen Fulgidverbindungen durch einen elektrocyclischen Mechanismus hergestellt, der die Transformation von einer farblosen offenen Ringform in eine gefärbte geschlossene Ringform einschließt.
In den zuvor beschriebenen elektrocyclischen Mechanismen erfordern die photochromen Verbindungen eine Umgebung, in der sie umkehrbar transformieren können. Es wird angenommen, dass in festen Polymermatrizes die Geschwindigkeiten, mit denen die photochromen Prozesse der Aktivierung, d. h. der Bildung einer Farbe oder Verdunkeln, und des Verschwindens, d. h. der Umkehr zum ursprünglichen oder farblosen Zustand, zustande kommen, von dem freien Volumen in der Polymermatrix abhängig sind. Das freie Volumen der Polymermatrix ist von der Flexibilität der Kettensegmente der Polymerumgebung abhängig, die die photochrome Verbindung umgibt, d. h. der lokalen Mobilität oder lokalen Viskosität der Kettensegmente, die die Matrix ausmachen. Siehe Claus D. Eisenbach, "New Aspects of Photochromism in Bulk Polymers", Photographic Science and Engineering, 1979, S. 183–190. Eines der Hauptprobleme, das von Claus D. Eisenbach für die stärkere kommerzielle Nutzung von photochromen Systemen berichtet wird, ist die langsame Geschwindigkeit der photochromen Aktivierung und des Entfärbens in einer festen Polymermatrix.
Seit kurzem sind photochrome Kunststoffmaterialien Gegenstand besonderer Aufmerksamkeit teilweise wegen des Gewichtsvorteils, den sie gegenüber Augenlinsen bieten, die aus Glas hergestellt werden. Zudem sind photochrome durchsichtige Gegenstände für Fahrzeuge wie Automobile und Flugzeuge wegen der potentiellen Sicherheitsmerkmale von Interesse, die solche durchsichtigen Gegenstände bieten.
Zusätzlich zu der langsamen Geschwindigkeit der Aktivierung und des Entfärbens von photochromen Verbindungen in Polymermatrizes ist ein weiterer Nachteil für die weit verbreitete kommerzielle Nutzung von organischen photochromen Verbindungen in Kombination mit Kunststoffmaterialien der Verlust von deren Fähig keit, eine umkehrbare Änderung der Farbe als ein Ergebnis eines längeren wiederholten Aussetzen an ultraviolettes (UV) Licht zu zeigen. Von diesem Phänomen wird angenommen, dass es ein Ergebnis der irreversiblen Zersetzung der organischen photochromen Verbindung ist und dies wird als Ermüdung bezeichnet.
Obwohl einige Fortschritte bei der Erhöhung der Ermüdungsbeständigkeit und bei der Verbesserung der Leistungsfähigkeit von photochromen Materialien gemacht wurden, sind immer noch weitere Verbesserungen, sogar kleine schrittweise Verbesserungen, in der Ermüdungsbeständigkeit und/oder zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von photochromen polymeren Materialien erforderlich. Somit werden die Versuche, solche Verbesserungen zu erhalten, weitergeführt.
Obwohl die Verwendung von photochromen Verbindungen in Kombination mit polymerisierbaren Zusammensetzungen, z. B. (Meth)acrylaten, bekannt ist, wurde die Verwendung der polymerisierbaren Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung mit photochromen Verbindungen bisher nicht offenbart.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine polymerisierbare Zusammensetzung zur Verfügung gestellt, die eine photochrome Menge wenigstens einer photochromen Verbindung sowie das Reaktionsprodukt eines Polyols, das wenigstens eine Carbonatgruppe enthält, und eines Isocyanats, das eine reaktive Isocyanatgruppe und wenigstens eine ungesättigte Gruppe enthält, umfasst. Diese Zusammensetzung kann wahlweise andere copolymerisierbare Monomere enthalten.
Vorzugsweise führt die polymerisierbare Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, wenn sie wenigstens teilweise gehärtet wird, zu einer Verringerung der prozentanteiligen phototopen Ermüdung der photochromen Verbindung in dem "Accelerated Westhering Photochromic Percent Photopic Fatique Test" (prozentzanteiliger phototoper Ermüdungstest bei beschleunigter Witterungsalterung) (AWPPPF Test). Der AWPPPF-Test wird hierin in Beispiel 15 beschrieben. In dem Test werden die polymerisierbare Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung und andere polymerisierbare Zusammensetzungen auf photochrome Leistungsfähigkeit und Ermüdung als Komponenten einer Methacrylbeschichtungszusammensetzung getestet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine polymerisierbare Zusammensetzung zur Verfügung gestellt, enthaltend als Komponente (a) ein Reaktionsprodukt eines Polyols, das wenigstens eine Carbonatgruppe enthält, und eines Isocyanats, das eine reaktive Isocyanatgruppe und wenigstens eine polymerisierbare Doppelbindung enthält; und optional als Komponente (b) wenigstens ein anderes Monomer, das mit der Komponente (a) copolymerisierbar ist, und als Komponente (c) eine photochrome Menge wenigstens einer photochromen Verbindung.
Es wurde unerwartet herausgefunden, dass wenn die polymerisierbare Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in einer polymerisierbaren photochromen Zusammensetzung verwendet wird, z. B. in einer Methacrylbeschichtungszusammensetzung, dass es eine Verringerung in der prozentanteiligen Ermüdung der photochromen Verbindung gibt, wie sie in dem AWPPPF-Test beschrieben wird, der hierin in Beispiel 15 beschrieben wird. Es wurde auch herausgefunden, dass die polymerisierbare Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in dem zuvor genannten AWPPPF-Test einen geringeren Anteil an prozentualer Ermüdung der photochromen Verbindung im Vergleich zu einem auf Polycarbonat basierenden Dimethacrylatmonomer ohne eine Urethangruppe zeigte.
In den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die genaue Natur der optionalen Komponente (b) nicht kritisch, außer dass sie mit der polymerisierbaren Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung copolymerisierbar ist. Es kann jedes copolymerisierbare Monomer verwendet werden, da sich die vorliegende Erfindung auf die photochrome polymerisierbare Zusammensetzung bezieht, die hierin beschrieben und beansprucht wird.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform können die copolymerisierbaren Monomere der Komponente (b) ausgewählt werden aus:

(a) einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin R₈ ein mehrwertiger Rest eines Polyols ist, R₅ gleich Wasserstoff – oder Methyl ist, i ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 2 bis 6 und X eine zweibindige Verbindungsgruppe ist, die ausgewählt ist aus linearem oder verzweigtkettigem Alkylen, linearem oder verzweigtkettigem Polyoxyalkylen, cyclischem Alkylen, Phenylen, einem Rest eines Polyols und C₁- bis C₄-alkylsubstituiertem Phenylen,
(b) einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin m und n jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus ganzen Zahlen von 0 bis 6, die Summe von m und n gleich 0 bis 6 beträgt, R₉ und R₁₀ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus Wasserstoff und Methyl, R₁₁ und R₁₂ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten ausgewählt sind aus Wasserstoff und C₁- bis C₄-Alkyl und B eine zweibindige Verbindungsgruppe ist, die ausgewählt ist aus linearem oder verzweigtkettigem Alkylen, Phenylen, C₁- bis C₉-alkylsubstituiertem Phenylen und einer Gruppe, die durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin R₁₅ und R₁₆ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten ausgewählt sind aus C₁- bis C₄-Alkyl, Chlor oder Brom, p und q jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus einer ganzen Zahl von 0 bis 4,
für eine zweibindige Benzolgruppe oder eine zweibindige Cyclo hexangruppe steht und D gleich -O-, -S-, -S(O₂)-, -C(O)-, -CH₂-, -CH=CH-, -C(CH₃)₂-, -C(CH₃)(C₆H₅)- oder
ist, wenn
)die zweibindige Benzolgruppe ist, und die zweibindige Cyclohexangruppe ist,
(c) einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin o and u jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus einer positiven Zahl, die Summe von o und u gleich 7 bis 70 beträgt, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂ und B dieselben wie zuvor definiert sind,
(d) einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin R₅, R₈ und R₁₁ dieselben wie zuvor definiert sind, d ausgewählt ist aus einer Zahl von 0 bis 20 und j ausgewählt ist aus einer Zahl von 3 bis 6,
(e) einem Reaktionsprodukt eines Polycarbonatpolyolpolychloroformiats und eines Hydroxy(meth)acrylats,
(f) einem Reaktionsprodukt eines Polycarbonatpolyols und (Meth)acryloylchlorid,
(g) einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das monoethylenisch ungesättigt ist,
(h) einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das ein allylfunktionelles Monomer mit wenigstens zwei Allylgruppen ist, vorausgesetzt, dass dieses allylfunktionelle Monomer in einer Menge verwendet wird, die 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere, nicht überschreitet, oder
(i) einer Mischung davon.

In verschiedenen nicht beschränkenden Ausführungsformen kann die polymerisierbare Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um photochrome Polymerisate herzustellen, bei denen die photochromen Verbindungen vor der Polymerisation, zu einem wenigstens teilweise gehärteten Polymerisat oder durch eine Kombination solcher Verfahren hinzu gegeben werden.
Es wird festgestellt, dass die Einzelformen "ein", "eine" sowie "der, die, das", wie sie in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, Mehrfachbezüge mit umfassen, es sei denn, es wird ausdrücklich und eindeutig auf einen Bezug beschränkt.
Für die Zwecke dieser Beschreibung, es sei denn, dies wird anderweitig angezeigt, sind alle Zahlen, die Mengen von Inhaltsstoffen, Reaktionsbedingungen usw. ausdrücken, die in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, als in allen Fällen durch den Begriff "ungefähr" modifiziert zu verstehen. Dementsprechend sind, es sei denn, das Gegenteil wird angezeigt, die numerischen Parameter, die in der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen dargestellt werden, Näherungen, die abhängig von den gewünschten Eigenschaften, die durch die vorliegende Erfindung erhalten werden, variieren können. Wenigstens und nicht nur als ein Versuch zur Beschränkung der Anwendung der Äquivalenzlehre auf den Umfang der Ansprüche sollte jeder Zahlenparameter wenigstens im Lichte der Anzahl der berichteten signifikanten Stellen und durch Anwendung üblicher Rundungstechniken interpretiert werden.
Unabhängig davon, dass die Zahlenbereiche und Parameter, die den breiten Umfang der Erfindung darstellen, Näherungen sind, werden die Zahlenwerte, die in den spezifischen Beispielen dargestellt werden, so präzise wie möglich widergegeben. Jedoch enthalten alle Zahlenwerte inhärent bestimmte Fehler, die not wendigerweise aus der Standardabweichung resultieren, die bei deren jeweiligen Testmessungen zu finden ist.
Der Begriff "ein wenigstens teilweise gehärtetes Polymerisat" bezieht sich auf eine polymerisierbare Zusammensetzung, bei der die härtbaren oder vernetzbaren Komponenten wenigstens teilweise gehärtet, vernetzt und/oder umgesetzt sind. In bestimmten nicht beschränkenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Grad der umgesetzten Komponenten stark variieren, z. B. von 5% bis 100% von allen der möglichen härtbaren, vernetzbaren und/oder umsetzbaren Komponenten.
Die Offenbarungen der verwandten Anmeldungen, Patente und Artikel, die nach Spalte und Zeilennummer oder spezifischem Zitat hierin aufgelistet werden, die Verfahren zur Herstellung von Monomeren, Polymerisaten und photochromen Verbindungen beschreiben, werden hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen.
Der Begriff "Polyol" wird hierin als ein mehrwertiger Alkohol mit 2 oder mehr Hydroxylgruppen definiert, ist aber im Wesentlichen frei von Carbonatgruppen, es sei denn, dieses wird anderweitig angegeben. Ein Rest eines Polyols oder ein Rest, der sich aus einem Polyol ableitet, ist dasjenige, das nach dem Entfernen der Hydroxylgruppe(n) aus dem Polyol verbleibt. Der Begriff "Alkylen", wenn ihm linear, d. h. gerad- oder verzweigtkettig, vorausgeht, ist hierin als eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen definiert. Der Begriff "Oxyalkylen" wird hierin als eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und einem Sauerstoffatom definiert. Bezüglich "Oxyalkylengruppen" wird hierin definiert, dass die Anzahl an Oxyalkylenen, die in den Formeln mitumfasst sind und zum Beispiel als eine ganze Zahl oder eine Zahl zwischen 0 und 6 beschrieben wird, Bruchzahlen wie 1,1 oder 5,9 in dem spezifizierten Bereich mit umfasst. Der Begriff "cyclisches Alkylen" wird hierin als eine cyclische Kohlenwasserstoffgruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen definiert. Der Begriff "(Meth)acryloyl" wird hierin als Acryloylgruppen, Methacryloylgruppen oder Kombinationen von Acryloyl- und Methacryloylgruppen definiert. Der Begriff "(Meth)acrylat" wird hierin als Acrylate, Methacrylate oder Kombinationen von Acrylaten und Methacrylaten de finiert. Der Begriff "(Meth)acryl" wird hierin als Acryl, Methacryl oder eine Kombination von Acryl- und Methacrylgruppen definiert.
In den Beschreibungen der Komponenten (a) und (b) haben gleiche Buchstaben und gleiche Begriffe die gleiche Bedeutung, es sei denn, dieses wird anders angegeben.
Die polymerisierbare Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist in einer nicht beschränkenden Ausführungsform das Reaktionsprodukt: wenigstens eines Materials, das wenigstens eine Carbonatgruppe und wenigstens eine Hydroxylgruppe enthält, wie ein Carbonatgruppen enthaltender Alkohol oder Polyol oder ein (Meth)acrylmonomermaterial, das wenigstens ein Carbonat und wenigstens eine Hydroxylgruppe enthält; wenigstens eines monoisocyanathaltigen Materials mit wenigstens einer ungesättigten Gruppe wie das Reaktionsprodukt eines (meth)acrylischen Monomermaterials, das eine Vinylethergruppe und eine Isocyansäure enthält; sowie einer photochromen Menge wenigstens einer photochromen Verbindung.
In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform, kann die Komponente (a), die das Reaktionsprodukt eines Isocyanats, das eine reaktive Isocyanatgruppe und wenigstens eine polymerisierbare Doppelbindung enthält, und eines Polyols ist, das wenigstens eine Carbonatgruppe enthält, durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
worin R' ein Rest eines Polyols mit wenigstens einer Carbonatgruppe ist, R₅ gleich Wasserstoff oder Methyl ist, E gleich -NH- ist, X eine zweibindige Verknüpfung ist, die ausgewählt ist aus linearem oder verzweigtkettigem Alkylen, linearem oder verzweigtkettigem Polyoxyalkylen, cyclischem Alkylen, Phenylen, einem Rest eines Polyols oder C₁- bis C₄-alkylsubstituiertem Phenylen, und i ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 2 bis 6. In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform ist R' ein Rest eines Polyols, das wenigstens zwei Carbonatgruppen enthält.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann das Polycarbonatpolyol der Komponente (a) durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
worin R₆ und R₇ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten ausgewählt sind aus zweibindigen linearen oder verzweigten Alkylengruppen, cyclischen Alkylengruppen oder zweibindigen aromatischen C₆- bis C₁₅-Resten, zum Beispiel 2,2-Diphenylenpropan, und a eine ganze Zahl ist, die ausgewählt ist aus 1 bis 20.
In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform können die Polycarbonatpolyole der zuvor genannten Formel durch die Reaktion wenigstens eines Bis(chloroformiats) mit wenigstens einem Polyol, z. B. einem Diol, wie es in dem U.S. Patent 5,266,551 beschrieben wird, hergestellt werden. Eine der Komponenten kann im Überschuss zur Beschränkung und Steuerung des Molekulargewichts des resultierenden Polycarbonatpolyols verwendet werden. Wie es in der folgenden nicht beschränkenden Darstellung eines Schemas zur Herstellung eines Polycarbonats gezeigt wird, liegt das Diol im Überschuss vor und wird die Endgruppe. Schema zur Herstellung von Polycarbonat
Beispiele von Bis(chloroformiaten), die in dem zuvor beschriebenen Herstellungsschema verwendet werden können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Monoethylenglykolbis(chloroformiat), Diethylenglykolbis(chloroformiat), Propandiolbis(chloroformiat), Butandiolbis(chloroformiat), Hexandiolbis(chloroformiat), Neopentyldiolbis(chloroformiat), Bisphenol-A-bis(chloroformiat) oder eine Mischung davon.
Beispiele von Polyolen, die in dem zuvor beschriebenen Herstellungsschema verwendet werden können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Bisphenol A, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Di(trimethylolpropan)dimethylolpropionsäure, Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Propandiol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, 1,2-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 2,4-Pentandiol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol, 2-Methyl-1,3-pentandiol, 2-Methyl-1,5-pentandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,6-Hexandiol, 2,5-Hexandiol, 2-Ethyl-1,3-hexandiol, 1,4-Cyclohexandiol, 1,7-Heptandiol, 2,4-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol, 2,2-Dimethyl-3-hydroxypropyl-2,2-dimethyl-3-hydroxypropionat, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Polypropylenglykol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,2-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan, 1,2-Bis(hydroxyethyl)cyclohexan, das Alkoxylierungsprodukt von 1 mol 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (d. h. Bisphenol A) und 2 bis 10 mol Ethylenoxid, Propylenoxid oder einer Mischung davon, Poly(oxytetramethylen)diole oder eine Mischung davon.
In einigen nicht beschränkenden Ausführungsformen können die oben genannten Materialien kombiniert werden, um eine Vielzahl von Zusammensetzungen, Kettenlängen und Endgruppen für ein Polycarbonatpolyol zu bilden. Zum Beispiel können die Polyole endständige aliphatische Hydroxylgruppen (z. B. Diethylenglycolgruppen), phenolische Endgruppen (z. B. Bisphenol-A-Gruppen) oder eine Mischung solcher endständiger Hydroxylgruppen aufweisen.
In verschiedenen nicht beschränkenden Ausführungsformen können die Polycarbonatpolyole sowie die Materialien, die wenigstens eine Carbonatgruppe und wenigstens eine Hydroxylgruppe enthalten, durch eine Esteraustauschreaktion eines Dialkyl-, Diaryl- oder Alkylencarbonats mit einem Polyol hergestellt werden, wie es in den U.S. Patenten 4,131,731 , 4,160,853 , 4,891,421 und 5,143,997 beschrieben wird. Andere Beispiele von solchen carbonat- und hydroxylgruppenhaltigen Mate rialien umfassen Produkte, die sind hergestellt: durch die Reaktion eines Polyols und Phosgen, wie es in dem U.S. Patent 4,533,729 beschrieben wird; und durch die Reaktion eines Polycarbonatpolyols mit einem Säureanhydrid oder einer Dicarbonsäure, wie es in dem U.S. Patent 5,527,879 beschrieben wird. Beispiele von käuflich verfügbaren Produkten umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: die RAVECARB^® 102–108 Serie von Polycarbonatdiolen, die von EniChem Synthesis Milano verfügbar sind, und PC 1122, das von Stahl USA verfügbar ist.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform hat das Monoisocyanat, das verwendet wird, um die polymerisierbare Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung herzustellen, eine primäre, sekundäre oder tertiäre Isocyanatgruppe, die auch als eine reaktive Isocyanatgruppe bezeichnet wird, sowie wenigstens eine ungesättigte Gruppe ausgewählt aus Allyl, (Meth)acryl, Vinyl oder einer Mischung davon. In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform ist die ungesättigte Gruppe eine Gruppe mit einer polymerisierbaren Doppelbindung ausgewählt aus der (Meth)acrylgruppe.
In einer Serie nicht beschränkender Ausführungsformen kann das Isocyanat der Komponente (a) sowie das Monoisocyanatmaterial, das wenigstens eine ungesättigte Gruppe enthält, das Folgende sein:

(1) ein Isocyanat, das durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin R₅ und X wie zuvor beschrieben,
(b) m-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat,
(c) ein Produkt der Reaktion wenigstens eines acrylfunktionellen Monomers, das eine Vinylethergruppe enthält, und Isocyansäure oder
(d) eine Mischung davon.

In einer nicht beschränkenden Ausführungsform sind die Isocyanate, die als Recktanten zur Bildung der Komponente (a) verwendet werden können, Materialien, die eine reaktive Isocyanatgruppe und wenigstens eine polymerisierbare Doppelbindung aufweisen. Ein nicht beschränkendes Beispiel solch einer Verbindung ist Isocyanatoethylmethacrylat. Im Wege einer nicht beschränkenden Darstellung wurden Verfahren zur Herstellung solch einer Verbindung durch Thomas, Mary R., in "Isocyanatoethyl Methacrylate: A Heterofunctional Monomer for Polyurethan and Vinyl Polymer Systems", Organic Coatings and Polymer Science Proceedings, Band 46, S. 506–513, 1982 offenbart. Nicht beschränkende Verfahren zur Herstellung von m-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat werden in den U.S. Patenten 4,377,530 , 4,379,767 und 4,439,616 offenbart. Im Wege einer weiteren nicht beschränkenden Erläuterung wurden Verfahren zur Herstellung eines Produkts der Reaktion eines acrylfunktionellen Monomers, das eine Vinylethergruppe enthält, und einer Isocyansäure, z. B. 1-(2-Methacryloxyethoxy)ethylisocyanat, durch Hoover, F. W. et al., in "Chemistry of Isocyanic Acid. II. Reaction with α,β-Unsaturated Ethers", Journal of Organic Chemistry, Band 28, S. 2082–2085, 1963 offenbart.
In weiteren nicht beschränkenden Ausführungsformen können die Isocyanate der Komponente (a), wie sie hierin definiert werden, "modifizierte" oder "nicht-modifizierte" Isocyanate mit "freien", "blockierten" oder teilweise blockierten Isocyanatgruppen umfassen. Diese isocyanathaltigen Verbindungen können ausgewählt werden aus aliphatischen, aromatischen, cycloaliphatischen, heterocyclischen Isocyanaten oder einer Mischung davon. Der Begriff "modifziert" wird hierin definiert, um zu bedeuten, dass die zuvor genannten isocyanathaltigen Verbindungen in einer bekannten Weise verändert werden, um Biuret-, Harnstoff-, Carbodiimid-, Urethan- oder Isocyanuratgruppen einzuführen. Andere Verfahren zum Modifizieren der Isocyanate werden in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Ausgabe, 1989, Band A14, S. 611 bis 625 und in dem U.S. Patent 4,442,145 , Spalte 2, Zeile 63 bis Spalte 3, Zeile 31 beschrieben.
Freie Isocyanatgruppen sind nicht stabil, d. h. die Isocyanatgruppen werden mit Wasser oder Verbindungen reagieren, die reaktive Wasserstoffatome enthalten. Um stabile und lagerfähige Isocyanate und/oder isocyanathaltige Verbindungen zur Verfügung zu stellen, können die NCO-Gruppen mit bestimmten ausgewählten organischen Verbindungen blockiert werden, die die Isocyanatgruppe inert gegenüber reaktiven Wasserstoffverbindungen bei Raumtemperatur machen. Beim Erwärmen auf höhere Temperaturen, z. B. zwischen 90 und 200°C, setzen die blockierten Isocyanate das Blockierungsmittel frei und reagieren in der gleichen Weise wie das ursprünglich unblockierte oder freie Isocyanat.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform können die Isocyanate vollständig blockiert sein, wie es in dem U.S. Patent 3,984,299 , Spalte 1, Zeilen 1 bis 68, Spalte 2 und Spalte 3, Zeilen 1 bis 15 beschrieben wird, oder teilweise blockiert und mit dem Polymergerüst umgesetzt werden, wie es in dem U.S. Patent 3,947,338 , Spalte 2, Zeile 65 bis Spalte 4, Zeile 30 beschrieben wird. Wie es hierin verwendet wird, stellt das NCO in dem Verhältnis von NCO zu OH das freie oder reaktive Isocyanat der freies Isocyanat enthaltenden Verbindungen und der blockierten oder teilweise blockierten isocyanathaltigen Verbindungen nach der Freisetzung des Blockierungsmittels dar. In einigen Fällen ist es nicht möglich, das gesamte Blockierungsmittel zu entfernen. In solchen Situationen würde man mehr von der blockierten isocyanathaltigen Verbindung verwenden, um die gewünschte Menge an freiem NCO zu erhalten.
In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform wird die isocyanathaltige Verbindung aus der Gruppe der modifizierten oder nicht-modifizierten Verbindungen der aliphatischen Isocyanate, cycloaliphatischen Isocyanate, aromatischen Isocyanate, teilweise blockierten aliphatischen Isocyanate, teilweise blockierten cycloaliphatischen Isocyanate, teilweise blockierten aromatischen Isocyanate oder einer Mischung davon ausgewählt. In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform wird das Isocyanat aus der Gruppe der modifizierten aliphatischen Isocyanate, cycloaliphatischen Isocyanate, aromatischen Isocyanate oder einer Mischung davon ausgewählt. In einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform ist die Isocyanatkomponente ein nicht modifiziertes aliphatisches Isocyanat.
Im Allgemeinen sind Verbindungen, die verwendet werden, um die Isocyanate zu blockieren, bestimmte organische Verbindungen, die aktive Wasserstoffatome aufweisen. in einer nicht beschränkenden Ausführungsform umfassen Beispiele flüchtige Alkohole, Amine, Säureester, epsilon-Caprolactam, Triazole, Pyrazole und Ketoximverbindungen. In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform können die blockierenden Verbindungen aus der Gruppe ausgewählt werden, bestehend aus Methanol, t-Butanol, Phenol, Cresol, Nonylphenol, Diisopropylamin, Malonsäurediethylester, Acetoessigsäureethylester, epsilon-Caprolactam, 3-Aminotriazol, 1,2,4-Triazol, Pyrazol, 3,5-Dimethylpyrazol, Acetonoxim, Methylamylketoxim, Methylethylketoxim oder. einer Mischung davon. In einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform wird die blockierende Verbindung aus Methanol, Diisopropylamin, Malonsäurediethylester, Acetoessigsäureethylester, 1,2,4-Triazol, Methylethylketoxim, Acetonoxim oder einer Mischung davon ausgewählt. In einer noch weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform ist die blockierende Verbindung Methanol, Diisopropylamin, Methylethylketoxim, 1,2,4-Triazol oder eine Mischung davon.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform liegt das Verhältnis von NCO:OH für das monoisocyanathaltige Material mit wenigstens einer ungesättigten Gruppe zu dem Material, das wenigstens eine Carbonatgruppe und wenigstens eine Hydroxylgruppe enthält, im Bereich von 1:1 bis 1:7, z. B. von 1:2 bis 1:6 oder von 1:2 bis 1:5. Das Verhältnis von NCO:OH kann in dem Bereich zwischen jeder Kombination dieser Werte einschließlich der genannten Werte, z. B. von 1:1,5 bis 1:6,9, liegen.
In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform kann das Molekulargewicht des Reaktionsproduktes aus wenigstens einem Material, das wenigstens eine Carbonatgruppe und wenigstens eine Hydroxylgruppe enthält, und wenigstens einem monoisocyanathaltigen Material mit wenigstens einer ungesättigten Gruppe, z. B. Komponente (a), stark variieren. Es kann in dem Bereich des Molekulargewichts der minimalen Anzahl von Elementen, die verwendet werden, um das Reaktionsprodukt zu bilden, ungefähr 200 Gramm pro Mol, bis zu großen polymeren Spezies mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht bezogen auf Polystyrolstandards von 200.000 liegen. Zum Beispiel kann das Molekulargewicht in dem Bereich eines zahlenmittleren Molekulargewichtsbereiches bezogen auf Polyethylenglycolstandards von 500 bis 17.500 oder in dem Bereich eines zahlenmittleren Molekulargewichtsbereiches bezogen auf Polystyrolstandards von 1.500 bis 100.000 liegen. Das Molekulargewicht des Reaktionsproduktes kann in dem Bereich zwischen jeder Kombination dieser Werte, z. B. bei einem Molekulargewicht von 250 Gramm pro Mol bis zu einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 150.000 pro Mol liegen. In einer vorgesehenen nicht beschränkenden Ausführungsform ist das Molekulargewicht der Komponente (a) ein zahlenmittleres Mokekulargewicht bezogen auf Polystyrolstandards von mehr als 2000.
In einer Reihe von nicht beschränkenden Ausführungsformen kann die Komponente (a) in der Zusammensetzung in einem weiten Bereich von Mengen, z. B. von 5 bis 100 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der polymerisierbaren nicht-photochromen Komponenten vorhanden sein. Die Komponente (a) kann in der polymerisierbaren Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in einer Menge von wenigstens 5 Gew.-%, z. B. in einer Menge von wenigstens 20 Gew.-% oder wenigstens 30 Gew.-%, vorhanden sein, wobei die Gewichtsprozentangaben auf das Gesamtgewicht der polymerisierbaren nicht-photochromen Komponenten bezogen sind. Die Komponente (a) kann in der polymerisierbaren Zusammensetzung in einer Menge von weniger als 95 Gew.-%, z. B. in einer Menge von weniger als 75 Gew.-% oder weniger als 50 Gew.-%, vorhanden sein, wobei die Gewichtsprozentangaben auf das Gesamtgewicht der polymersierbaren nicht-photochromen Komponenten bezogen sind. Die Menge des Monomers der Komponente (a), die in der polymerisierbaren Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorhanden ist, kann in dem Bereich zwischen jeder Kombination dieser oberen und unteren Werte einschließlich der genannten Werte, z. B. von 6 bis 99 Gew.-%, liegen.
In einer anderen Serie von nicht beschränkenden Ausführungsformen kann das copolymerisierbare Monomer der fakultativen Komponente (b) in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in einem weiten Mengenbereich vorliegen. Das copolymerisierbare Monomer(e) kann in der polymerisierbaren Zusammensetzung in einer Menge von wenigstens 5 Gew.-%, z. B. in einer Menge von wenigstens 25 Gew.-% oder wenigstens 50 Gew.-%, vorhanden sein, wobei die Gewichtsprozentangaben auf das Gesamtgewicht der polymerisierbaren nicht-photochromen Komponenten bezogen sind. Das copolymerisierbare Monomer(e) kann in der polymerisierbaren Zusammensetzung in einer Menge von weniger als 95 Gew.-%, z. B. in einer Menge von weniger als 80 Gew.-% oder weniger als 70 Gew.-%, vorhanden sein, wobei die Gewichtsprozentangaben auf das Gesamtgewicht der polymerisierbaren nicht-photochromen Komponenten bezogen sind. Die Menge des copolymerisierbaren Monomers, das in der polymerisierbaren Zusammensetzung vorhanden ist, kann im Bereich zwischen jeder Kombination der oberen und unteren Werte einschließlich der genannten Werten, z. B. von 10 bis 90 Gew.-%, liegen. Die Gewichtsprozentangaben der Komponente (a) und der Komponente (b) bezogen auf das Gesamtgewicht der polymerisierbaren nicht-photochromen Komponenten ergeben 100 Gew.-%.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann das erste copolymerisierbare Monomer der polymerisierbaren organischen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung als (meth)acryloyl-endständige Carbonate von linearen oder verzweigten aliphatischen Polyolen, cycloaliphatischen Polyolen, aromatischen Polyolen oder Polyolen, die Estergruppen enthalten, beschrieben werden, z. B. als aliphatische Glycolbis((meth)acryloylcarbonat)monomere, Alkylidenbisphenolbis((meth)acrylolcarbonat)monomere oder Polyesterbis((meth)acryloylcarbonat)-monomere. Nicht beschränkende Verfahren zur Herstellung des ersten Monomers sind Verfahren, die in dem U.S. Patent 5,965,680 beschrieben werden.
Unter Bezugnahme auf die oben genannte Formel ist R₈ ein mehrwertiger Rest eines Polyols, das ein aliphatisches Polyol, ein cycloaliphatisches Polyol, ein aromatisches Polyol oder ein Polyol sein kann, das Estergruppen enthält, das wenigstens 2 Hydroxygruppen, z. B. 3, 4, 5 oder 6 Hydroxygruppen, enthält. Polyole mit mehr als 2 Hydroxygruppen umfassen z. B. Glycerin, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Ditrimethylolpropan, Di-trimethylolethan, Pentaerythritol und Dipentaerythritol. X ist eine zweibindige Verbindungsgruppe, die hierin zuvor definiert wurde, R₅ ist gleich Wasserstoff oder Methyl. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform ist R₅ Methyl, der Buchstabe i ist eine ganze Zahl von 2 bis 6. In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform ist i gleich 2.
In einer Serie von nicht beschränkenden Ausführungsformen enthält das Polyol, bei dem R₈ ein Rest ist, 2 Hydroxygruppen, d. h. ein Diol wie Glycol oder Bisphenol. Das aliphatische Polyol kann linear oder verzweigt sein und kann 2 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform ist das aliphatische Polyol ein Alkylenglycol mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, z. B. Ethylenglycol, Propylenglycol, Trimethylenglycol, Tetramethylenglycol und/oder ein Poly(C₂-C₄)alkylenglycol, z. B. Diethylenglycol, Triethylenglycol, Dipropylenglycol, Tripropylenglycol, Dibutylenglycol, Tributylenglycol, etc.
In einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform kann das Polyol, bei dem R₈ ein Rest ist, auch ausgewählt werden aus 1,3-Benzoldiol, 1,4-Benzoldiol, Hydroxychinonbis(2-hydroxyethyl)ether oder einem Bisphenol, das durch die folgende Formel dargestellt wird,
worin R₁₃ und R₁₄ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten aus C₁-C₄-Alkyl, Chlor oder Brom ausgewählt sind; p und q jeweils unabhängig voneinander aus einer ganzen Zahl von 0 bis 4 ausgewählt sind; und -A- eine zweibindige Verbindungsgruppe ist, die aus -O-, -S-, -S(O₂)-, -C(O)-, -CH₂-,
In einer noch weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform können cycloaliphatische Polyole, aus denen R₈ gewählt werden kann, das Folgende umfassen: 1,2-, 1,3- oder 1,4-Dimethanolcyclohexan oder hydrierte Versionen von Bisphenolen, z. B. Biscyclohexanole, wie sie zusätzlich hierin beschrieben werden. Ein nicht beschränkendes Beispiel eines Biscyclohexanols, aus dem R₈ gewählt werden kann, ist 4,4'-Isopropylidenbiscyclohexanol.
In einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Polyol, bei dem R₈ ein Rest ist, aus Alkylenglycol, Poly(C₂-C₄)alkylenglycol, Glycerin, 1,3-Benzoldiol, 1,4-Benzoldiol, Hydroxychinonbis(2-hydroxyethyl)etherdiolen oder einer Mischung davon ausgewählt. In einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform wird das Polyol, bei dem R₈ ein Rest ist, aus Alkylenglycol, z. B. Ethylenglycol oder Poly(C₂-C₄)alkylenglycol, z. B. Diethylenglycol, ausgewählt.
Beispiele von Polyol((meth)acryloylcarbonat)monomeren, aus denen das erste copolymerisierbare Monomer (a) gewählt werden kann, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Ethylenglycolbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), Ethylenglycolbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), Diethylenglycolbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), Diethylenglycolbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), Triethylenglycolbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), Triethylenglycolbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), Propylenglycolbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), Proylenglycolbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), 1,3-Propandiolbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), 1,3-Propandiolbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), 1,3-Butandiolbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), 1,3-Butandiolbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), 1,2- und 1,3-Glycerinbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), 1,2- und 1,3-Glycerinbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), 1,4-Butandiolbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), 1,4-Butandiolbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), Dipropylenglycolbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), Dipropylenglycolbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), Trimethylenglycolbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), Trimethylenglycolbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), Pentamethylenglycolbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), Pentamethylenglycolbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), 1,3- und 1,4-Benzoldiolbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), 1,3- und 1,4-Benzoldiolbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), Hydroxychinonbis(2-hydroxyethyl)etherbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), Hydroxychinonbis(2-hydroxyethyl)etherbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), Isopropylidenbisphenolbis((methacryloyloxy)ethylencarbonat), Isopropylidenbisphenolbis((acryloyloxy)ethylencarbonat), Diethylenglycolbis((methacryloyloxy)-2-methyl-ethylencarbonat), Diethylenglycolbis((methacryloyloxy)-1,4-cyclohexylencarbonat), Diethylenglycolbis((methacryloyloxy)-1,4-phenylencarbonat), Diethylenglycol- bis((methacryloyloxy)-2,5-dimethyl-1,3-phenylencarbonat) oder eine Mischung derselben.
In einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform ist das Polyol, bei dem R₈ ein Rest ist, ein Polyol, das Estergruppen enthält. Solche Polyole sind allgemein bekannt und können ein zahlenmittleres Molekulargewicht in dem Bereich von 200 bis 10.000 aufweisen. Sie können durch konventionelle Techniken unter Verwendung von Diolen mit geringem Molekulargewicht, d. h. Diolen mit einem Molekulargewicht von 500 Gramm pro Mol oder weniger, Triolen und polyhydrischen Alkoholen, die auf dem Gebiet bekannt sind (optional in Kombination mit monohydrischen Alkoholen) mit Polycarbonsäuren hergestellt werden. Nicht beschränkende Beispiele von Polycarbonsäuren umfassen: Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Trimellitinsäure, Tetrahydrophthalsäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Fumarsäure oder Mischungen derselben. Es können auch Anhydride der oben genannten Säuren, wo sie denn existieren, eingesetzt werden und sind von dem Begriff "Polycarbonsäure" mit umfasst.
In einer noch weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform sind auch bestimmte Materialien nützlich, die in einer ähnlichen Weise wie Säuren reagieren, um Polyesterpolyole zu bilden. Solche Materialien umfassen Lactone, z. B. Caprolacton, Propiolacton und Butyrolacton, sowie Hydroxysäuren wie Hydroxycapronsäure und Dimethylolpropionsäure. Wenn ein Triol oder ein polyhydrischer Alkohol verwendet wird, dann kann eine Monocarbonsäure wie Essigsäure und/oder Benzoesäure bei der Herstellung der Polyesterpolyole verwendet werden, und für einige Zwecke kann solch ein Polyesterpolyol wünschenswert sein. Zudem wird hierin für Polyesterpolyole verstanden, dass sie Polyesterpolyole umfassen, die mit Fettsäuren oder Glyceridölen von Fettsäuren modifiziert sind (d. h. konventionelle Alkydpolyole, die solch eine Modifikation enthalten). Andere nicht beschränkende Beispiele von Polyesterpolyolen, die verwendet werden können, sind solche, die durch Umsetzung eines Alkylenoxids, z. B. Ethylenoxid, Propylenoxid, etc., und des Glycidylesters der Versatinsäure mit Methacrylsäure zur Bildung des korrespondierenden Esters hergestellt werden.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform, wenn R₈ der Rest eines Polyols ist, das Estergruppen enthält, kann das Polyol, bei dem R₈ ein Rest ist, durch die folgende Formel wiedergegeben werden: R₁-(Y-(C(O)(-CR₂R₃)_h-CHR₄-O)_t-H)_y worin: Y gleich -O- oder -NR- ist und R gleich Wasserstoff oder C₁- bis C₁₂-Alkyl ist; R₁ ein organischer Rest ist, der sich von einem Initiator ableitet. Initiatoren sind Verbindungen mit wenigstens einem reaktiven Wasserstoff, die in der Lage sind, mit oder ohne Unterstützung eines Katalysators den Lactonring zu öffnen und ihn als eine offene Kette ohne Bildung von Kondensationswasser zu binden. Nicht beschränkende Beispiele von Initiatoren umfassen monofunktionelle Initiatoren wie Alkohole und Amine sowie polyfunktionelle Initiatoren wie Polyole, Polyamine, Aminoalkohole und Vinylpolymere sowie Amide, Sulfonamide, Hydrozone, Semicarbazone, Oxime, Polycarbonsäuren, Hydroxycarbonsäuren und Aminocarbonsäuren. R₂, R₃ und R₄ werden jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten aus Wasserstoff, C₁- bis C₁₂-Alkyl, C₅- bis C₆-Cycloalkyl, C₁- bis C₆-Alkoxy, Benzyl oder Phenyl unter der Voraussetzung ausgewählt, dass wenigstens h + 2 der Gesamtanzahl von R₂, R₃ und R₄ Wasserstoff sind. Zum Beispiel ist h, wenn Butyrolacton (C₄H₆O₂) das Ausgangsmaterial ist, gleich 2 und wenigstens 4, tatsächlich 5 der Gesamtanzahl von R₂, R₃ und R₄ sind Wasserstoff. Der Buchstabe h wird aus einer ganzen Zahl von 1 bis 6 gewählt; t wird aus einer ganzen Zahl von 1 bis 100 gewählt; und y wird aus einer ganzen Zahl von 2 bis 6 gewählt.
In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform ist das estergruppenhaltige Polyol das Reaktionsprodukt eines Diolinitiators und eines Lactons, d. h. ein Polylactondiol. Das Diol des Polylactondiols kann aus linearen oder verzweigten aliphatischen Diolen mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, Poly(C₂-C₄)alkylenglycolen, cycloaliphatischen Diolen mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen in dem cyclischen Ring, monocyclischen aromatischen Diolen, Bisphenolen, hydrierten Bisphenolen oder einer Mischung daraus gewählt werden.
Beispiele von linearen oder verzweigten aliphatischen Diolen mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, die verwendet werden können, um das Polylactondiol herzustellen, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Diole, bei denen R₈ ein Rest ist. Nicht beschränkende Beispiele solcher Diole umfassen: Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,3-Propandiol, 1,2- und 2,3-Butandiol, Pentandiole, Hexandiole, Heptandiole, Octandiole, Nonandiole, Decandiole, Undecandiole, Dodecandiole, Tridecandiole, Tetradecandiole, Pentadecandiole, Hexadecandiole, Heptadecandiole, Octadecandiole, Nonadecandiole und Icosandiole. Beispiele von Poly(C₂-C₄)alkylenglycolen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Di-, Tri-, Tetra-, Penta- und höhere Ethylenglycole, Di-, Tri-, Tetra-, Penta- und höhere Propylenglycole sowie Di-, Tri-, Tetra-, Penta- und höhere Butylenglycole.
Cycloaliphatische Diole mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, die verwendet werden können, um das Polylactondiol herzustellen, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, solche cycloaliphatischen Diole, die zuvor hierin beschrieben wurden, Cyclopentandiol, Cyclohexandiol, Cyclohexandimethanol, Cycloheptandiol und Cyclooctandiol. Beispiele von monocyclischen aromatischen Diolen, die verwendet werden können, um das Polylactondiol herzustellen, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Benzoldiol, z. B. 1,2-Dihydroxybenzol und 1,3-Dihydroxybenzol; C₁-C₄-alkylsubstituiertes Benzoldiol, z. B. 4-tert-Butylbenzol-1,2-diol, 4-Methylbenzol-1,2-diol, 3-tert-Butyl-5-methyl-benzol-1,2-diol und 3,4,5,6-Tetramethylbenzol-1,2-diol; halogensubstituiertes Benzoldiol, z. B. 3,5-Dichlorbenzol-1,2-diol, 3,4,5,6-Tetrabrombenzol-1,2-diol und 3,4,5-Trichlorbenzol-1,2-diol; sowie C₁-C₄-alkyl und halogensubstituiertes Benzoldiol, z. B. 3-Brom-5-tert-butylbenzol-1,2-diol, 3,6-Dichlor-4-methyl-benzol-1,2-diol, 3-Brom-4,5-dimethylbenzol-1,2-diol oder 3-Chlor-4,6-di-tert-butylbenzol-1,2-diol.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform können Bisphenole und hydrierte Bisphenole, die verwendet werden können, um das Polylactondiol herzustellen, durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
worin R₁₃ und R₁₄ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten aus C₁-C₄-Alkyl, Chlor oder Brom ausgewählt sind; p und q jeweils unabhängig voneinander aus einer ganzen Zahl von 0 bis 4 ausgewählt sind; und -A- eine zweibindige Verbindungsgruppe ist, die aus -O-, -S-, -S(O₂)-, -C(O)-, -CH₂-, -CH=CH-, -C(CH₃)₂-, -C(CH₃)(C₆H₅)- oder
ausgewählt wird, und
einen Benzolring oder einen Cyclohexanring wiedergibt. Ein nicht beschränkendes Beispiel eines Bisphenols, das verwendet werden kann, um das Polylactondiol herzustellen, ist 4,4'-Isopropylidenbisphenol. Ein nicht beschränkendes Beispiel eines hydrierten Bisphenols, das verwendet werden kann, um das Polylactondiol herzustellen, ist 4,4'-Isopropylidenbiscyclohexanol.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform hat das Lacton, das verwendet wird, um das Polylactondiol herzustellen, 3 bis 8 Kohlenstoffatome in dem cyclischen Lactonring und kann durch die folgende Formel wiedergegeben werden,
worin h aus einer ganzen Zahl von 1 bis 6, z. B. 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, ausgewählt ist, R₂, R₃ und R₄ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten aus Wasserstoff, C₁-C₁₂-Alkyl, C₅-C₆-Cycloalkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Benzyl oder Phenyl unter der Voraussetzung ausgewählt sind, das wenigstens h + 2 der Gesamtanzahl an R₂-, R₃- und R₄-Gruppen Wasserstoffe sind. In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform sind alle R₂, R₃ und R₄ jeweils Wasserstoff.
Beispiele von Lactonen, die verwendet werden können, um das Polylactondiol herzustellen, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: β-Propiolacton, γ-Butyrolacton, β-Butyrolacton, δ-Valerolacton, α-Methyl-γ-butyrolacton, β-Methylγ-butyrolacton, γ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Monomethyl- Monoethyl-Monopropyl-, Monoisopropyl-, etc. bis Monodecyl-ε-caprolactone, Methoxy- und Ethoxy-ε-caprolacton, Cyclohexyl-ε-caprolactone, Phenyl-ε-caprolactone, Benzyl-ε-caprolactone, ξ-Enatholacton und η-Caprylacton. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind R₂, R₃ und R₄ jeweils Wasserstoff, h ist 4 und das Lacton ist ε-Caprolacton.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann das zweite copolymerisierbare Monomer durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
worin m und n jeweils unabhängig voneinander aus einer ganzen Zahl von 0 bis 6 ausgewählt sind, die Summe von m und n gleich 0 bis 6 beträgt, R₉ und R₁₀ jeweils unabhängig voneinander aus Wasserstoff oder Methyl ausgewählt sind, R₁₁ und R₁₂ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten aus Wasserstoff und C₁- bis C₂-Alkyl ausgewählt sind und B eine zweibindige Verbindungsgruppe ist, die ausgewählt ist aus linearem oder verzweigtkettigem Alkylen, Phenylen, C₁- bis C₄-alkylsubstituiertem Phenylen oder einer Gruppe, die durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin R₁₅ und R₁₆ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten aus C₁- bis C₄-Alkyl, Chlor und Brom ausgewählt sind, p und q jeweils unabhängig voneinander aus einer ganzen Zahl von 0 bis 4 ausgewählt sind,
für eine zweibindige Benzolgruppe oder eine zweibindige Cyclohexangruppe steht und D gleich -O-, -S-, -S(O₂)-, -C(O)-, -CH₂-, -CH=CH-, -C(CH₃)₂-, -C(CH₃)(C₆H₅)- oder
ist, wenn
die zweibindige Benzolgruppe ist, und D gleich -O-, -S-, -CH₂- oder -C(CH₂)₂- ist, wenn
die zweibindige Cyclohexangruppe ist.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform ist B eine zweibindige Verbindungsgruppe, die durch die folgende Formel wiedergegeben wird,
In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform sind R₉ und R₁₀ jeweils Methyl, R₁₁ und R₁₂ sind jeweils Wasserstoff, p, q, r und s sind jeweils 0, d ist -C(CH₃)₂- und die Summe von m und n wird aus 0 bis 4 ausgewählt.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann das dritte copolymerisierbare Monomer durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
worin o and u jeweils unabhängig voneinander aus einer positiven Zahl ausgewählt sind, die Summe von o und u aus 7 bis 70 gewählt wird, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂ und B dieselben wie zuvor definiert sind.
In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform ist die Summe von o und u von 10 bis 30.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann das vierte copolymerisierbare Monomer durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
worin R₅, R₈ und R₁₁ dieselben wie zuvor definiert sind, d aus einer ganzen Zahl von 0 bis 20 ausgewählt ist und j aus einer Zahl von 3 bis 6 ausgewählt ist.
In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform ist d von 3 bis 15 und das Polyol, aus dem R₈ abgeleitet ist, ist Trimethylolpropan, Pentaerythritol oder Dipentaerythritol. In einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform ist d von 5 bis 10.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann das fünfte copolymerisierbare Monomer das Reaktionsprodukt eines Polycarbonatpolyolpolychloroformiats und eines Hydroxy(meth)acrylats sein. Es kann durch ein Verfahren hergestellt werden, umfassend:

(a) Herstellen eines Chloroformiatzwischenprodukts des Polyols, das Carbonatgruppe(n) enthält; und
(b) Reagieren der Chloroformiatgruppen des Chloroformiatzwischenprodukts mit einem Hydroxy(meth)acylat.

Die Herstellung der Chloroformiatzwischenprodukte und die anschließende Reaktion mit hydroxyfunktionellem (Meth)acrylat kann entsprechend auf dem Gebiet anerkannten Verfahren durchgeführt werden. Es ist dem Fachmann bekannt, dass die Reaktion der Chloroformiatgruppen mit einem hydroxyfunktionellen (Meth)acrylat typischerweise in der Gegenwart eines Säurefängers, z. B. eines Alkalimetallhydroxids, gefolgt durch Waschen und Isolieren der resultierenden Mischung aus Polyol((meth)acryloylcarbonat)monomeren durchgeführt wird. Obwohl das Verhältnis der Moläquivalente des hydroxyfunktionellen (Meth)acrylats zu den Chloroformiatgruppen der Mischung aus Chloroformiatzwischenprodukten in Schritt (b) weniger als 1:1 sein kann, ist es in einer nicht beschränkenden Ausführungsform wenigstens 1:1 (d. h. alle Chloroformiatgruppen werden mit Hydroxy(meth)acrylat umgesetzt). In Schritt (b) des Verfahrens kann das Verhältnis der Moläquivalente von Hydroxy(meth)acrylat zu Chloroformiatgruppen von 1:1 bis 1,5:1,0, z. B. 1,1:1,0 sein.
In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform kann das fünfte copolymerisierbare Monomer auch durch ein Verfahren hergestellt werden, umfassend das Reagieren der Hydroxygruppen des Polyols, das Carbonatgruppen enthält, mit einem chloroformiatfunktionellen (Meth)acrylat, das durch die folgende Formel wiedergegeben wird:
worin X und R5 jeweils wie zuvor hierin beschrieben sind.
Das chloroformiatfunktionelle (Meth)acrylat, das durch die vorgenannten Formel wiedergegeben wird, kann durch Verfahren hergestellt werden, die dem Fachmann wohlbekannt sind. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform wird ein hydroxyfunktionelles (Meth)acrylat wie 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat mit Phosgen in einem Verhältnis der Moläquivalente derart umgesetzt, dass das chloroformiatfunktionelle (Meth)acrylat, das durch die zuvor genannte Formel wiedergegeben wird, hergestellt wird.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform wird die Reaktion der Hydroxygruppen des Polyols(e) mit den Chloroformiatgruppen des chloroformiatfunktionellen (Meth)acrylats in der Gegenwart eines Säurefängers, z. B. eines Alkalimetallhydroxids, gefolgt durch Waschen und Isolieren der resultierenden Mischung aus Polyol((meth)acryloylcarbonat)monomeren durchgeführt (wie es dem Fachmann bekannt ist). Obwohl das Verhältnis der Moläquivalente der Hydroxygruppen der Mischung aus Polyolen zu den Chloroformiatgruppen des chloroformiatfunktionellen (Meth)acrylats stark variieren kann, wird es in einer nicht beschränkenden Ausführungsform derart gewählt, dass alle Hydroxygruppen der Mischung der Polyole mit chloroformiatfunktionellem (Meth)acrylat umgesetzt werden, d. h. ein Verhältnis der Moläquivalente von weniger als oder gleich 1:1, z. B. von 0,5:1 bis 1:1.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann das fünfte copolymerisierbare Monomer durch Reagieren eines Polyols (im Überschuss) mit (Meth)acryloylchlorid gefolgt durch Waschen und Isolieren des monofunktionellen Methacrylats hergestellt werden. Dieses Material wird mit Phosgen umgesetzt, um ein Chloroformiatzwischenprodukt zu bilden, das anschließend mit einem Polyol umgesetzt wird, das wenigstens eine Carbonatgruppe enthält.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann das sechste copolymerisierbare Monomer durch Reagieren eines Polycarbonatpolyols mit (Meth)acryloylchlorid (im Überschuss) gefolgt durch Waschen und Isolieren von Polycarbonatpolyol(meth)acrylat hergestellt werden.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform ist das siebte copolymerisierbare Monomer ein monoethylenisch ungesättigtes Monomer, das durch freie Radikalinitiierung polymerisierbar ist. Das monoethylenisch ungesättigte Monomer kann aus einem Alkylester einer (Meth)acrylsäure, vinylaromatischem Monomer, Vinylhalogenid, Vinylidenhalogenid, Vinylester, (Meth)acryloxypropyltri(C₁-C₄)alkoxysilan, (Meth)arylsäure oder einer Mischung derselben gewählt werden.
In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform kann das monoethylenisch ungesättigte Monomer aus Stearylmethacrylat, Methylmethacrylat, Isobornylmethacrylat, Phenoxyethylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Styrol, Vinyltoluol, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylchlorid, Vinylidenfluorid, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyllaureat, Vinylpyrrolidinorol, Vinylbenzoat, Methacryloxypropyltrimethoxysilan oder einer Mischung derselben gewählt werden.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform ist das achte copolymerisierbare Monomer ein allylfunktionelles Monomer mit wenigstens zwei Allylgruppen. Das allylfunktionelle Monomer kann in der polymerisierbaren Zusammensetzung in einer Menge verwendet werden, die 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere nicht überschreitet. In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform kann das allylfunktionelle Monomer ausgewählt werden aus:

(i) einem allylfunktionellen Monomer, das durch die folgende Formel wiedergegeben wird, R₁₇-(-O-C(O)O-R₁₈)₂ worin R₁₇ ein zweibindiger Rest eines Diols ist, ausgewählt aus 1,2-Ethandioldiethylenglycol oder 1,2-Propandiol, und R₁₈ eine Allylgruppe ist;
(ii) einem allylfunktionellen Monomer, das durch die folgende Formel wiedergegeben wird:
worin R₁₅ und R₁₆ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten aus C₁-C₄-Alkyl, Chlor oder Brom ausgewählt sind, p und q jeweils unabhängig voneinander aus einer ganzen Zahl von 0 bis 4 ausgewählt sind und -A- eine zweibindige Verbindungsgruppe ist, ausgewählt aus -O-, -S-, -S(O₂), -C(O)-, -CH₂-, -CH=CH-, -C(CH₃)₂-, -C(CH₃)(C₆H₅)- oder
(iii) einem allylfunktionellen Monomer, das durch die folgende Formel wiedergegeben wird:
worin R₁₈ eine Allylgruppe ist; oder
(iv) einer Mischung aus wenigstens zwei von (i), (ii) und (iii).

In einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform wird das allylfunktionelle Monomer ausgewählt aus:

(i) Polyetherdiolbis(allyl)carbonat;
(ii) Polylactondiolbis(allylcarbonat) oder
(iii) einer Mischung derselben.

In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann die Polymerisierung der polymerisierbaren Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung durch Mechanismen zustande kommen, die in der Definition von "Polymerisation" in Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 13. Ausgabe, 1997, John Wiley & Sons, S. 901–902 beschrieben werden. Diese Mechanismen umfassen die "Addition", wobei freie Radikale die initiierenden Mittel sind, die mit der Doppelbindung des Monomers durch Hinzufügen an einer Seiten reagieren und gleichzeitig ein neues freies Elektron auf der anderen Seite produzieren, die "Kondensation", was das Abspalten von Wassermolekülen durch zwei reagierende Monomere involviert, und das sogenannte "oxidative Koppeln".
In einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform kann die Polymerisation der polymerisierbaren organischen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung durch die Zugabe einer initiierenden Menge eines Materials zu der Zusammensetzung erreicht werden, das in der Lage ist, freie Radikale zu generieren, wie organische Peroxyverbindungen oder Azobis(organonitril)verbindungen, d. h. eines Initiators. Verfahren zum Polymerisieren von Zusammensetzungen aus Polyol((meth)acryloylcarbonat)monomer sind dem Fachmann wohlbekannt und es können alle der wohlbekannten Techniken verwendet werden, um die zuvor be schriebenen polymerisierbaren organischen Zusammensetzungen zu polymerisieren. Solche Polymerisierungsverfahren umfassen die thermische Polymerisation, die Photopolymerisation oder eine Kombination derselben.
Nicht beschränkende Beispiele von organischen Peroxyverbindungen, die als thermische Polymerisationsinitiatoren verwendet werden können, umfassen: Peroxymonocarbonatester wie Tertiärbutylperoxyisopropylcarbonat, Peroxydicarbonatester wie Di(2-ethylhexyl)peroxydicarbonat, Di(sekundärbutyl)peroxydicarbonat und Isopropylperoxydicarbonat, Diacylperoxide wie 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, Isobutyrylperoxid, Decanoylperoxid, Lauroylperoxid, Propionylperoxid, Acetylperoxid, Benzoylperoxid und p-Chlorbenzoylperoxid, Peroxyester wie t-Butylperoxypivalat, t-Butylperoxyoctylat und t-Butylperoxyisobutyrat, Methylethylketonperoxid und Acetylcyclohexansulfonylperoxid. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform sind die verwendeten thermischen Initiatoren solche, die das resultierende Polymerisat nicht verfärben.
Nicht beschränkende Beispiele von Azobis(organonitril)verbindungen, die als thermische Polymerisationsinitiatoren verwendet werden können, umfassen: Azobis(isobutyronitril), Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) oder eine Mischung derselben.
Die Menge des thermischen Polymerisationsinitiators, die verwendet wird, um die polymerisierbaren organischen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zu initiieren und polymerisieren, kann variieren und wird von dem jeweils verwendeten Initiator und dem vorgesehenen photochromen Gegenstand, z. B. einer gegossenen Linse, einer beschichteten Linse oder einer Überform abhängen. Es ist nur diejenige Menge, die erforderlich ist, um die Polymerisationsreaktion zu starten und aufrecht zu erhalten, erforderlich, d. h. eine initiierende Menge. In Bezug auf die Peroxyverbindung Diisopropylperoxydicarbonat, die in einer nicht beschränkenden Ausführungsform verwendet wird, liegt die Menge typischerweise zwischen 0,01 und 3,0 Teilen des Initiators pro 100 Teile der polymerisierbaren organischen Zusammensetzung (phm). In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform wird zwischen 0,05 und 1,0 phm verwendet, um die Polymerisation zu starten. Der thermische Härtungszyklus schließt das Erwärmen der polymierisierbaren organischen Zusammensetzung in der Gegenwart des Initiators ein, in einer nicht beschränkenden Ausführungsform von Raumtemperatur bis 85°C bis 125°C über einen Zeitraum von 2 Stunden bis 30 Stunden.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann die Photopolymerisation der polymerisierbaren organischen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung in der Gegenwart eines Photopolymerisationsinitiators unter Verwendung von ultraviolettem Licht, sichtbarem Licht oder einer Kombination derselben durchgeführt werden. Nicht beschränkende Beispiele von Photopolymerisationsinitiatoren umfassen Benzoin, Benzoinmethylether, Benzoinisobutylether, Benzophenol, Acetophenon, 4,4'-Dichlorbenzophenon, Diethoxyacetophenon, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, 2-Isopropylthixanton und 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid. Die Menge des Photopolymerisationsinitiators, die verwendet wird, um die polymerisierbaren organischen Zusammensetzungen zu starten und zu polymerisieren, kann variieren und wird von dem jeweils verwendeten speziellen Initiator und dem vorgesehenen herzustellenden photochromen Gegenstand abhängen. Nur diejenige Menge, die erforderlich ist, um die Polymerisationsreaktion zu starten und aufrechtzuerhalten, ist erforderlich, d. h. eine initiierende Menge. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform wird der Photopolymerisationsinitiator in einer Menge von 0,01% bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Monomerkomponenten verwendet.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform wird die Lichtquelle, die zur Photopolymerisation verwendet wird, aus solchen ausgewählt, die ultraviolettes Licht ausstrahlen. Die Lichtquelle kann eine Quecksilberlampe, eine germizide Lampe oder eine Xenonlampe sein. Sichtbares Licht, z. B. Sonnenlicht, kann auch verwendet werden. Die Bestrahlungszeit kann sich abhängig von z. B. der Wellenlänge und der Intensität der Lichtquelle und dem jeweiligen photochromen Gegenstand unterscheiden und wird typischerweise empirisch bestimmt.
In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform können verschiedene konventionelle Additive in die polymerisierbare organische Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung eingebracht werden. Solche Additive können Lichtstabilisatoren, Wärmestabilisatoren, Antioxidationsmittel, Ultraviolettlichtabsorber, Formfreisetzungsmittel, statische (nicht-photochrome) Farbstoffe, Pigmente, Lö sungsmittel und Polymerisationsinhibitoren zur Unterstützung der Stabilität während der Lagerung sowie Ultraviolettlichtabsorber (andere als die photochromen Verbindungen) umfassen. Antivergilbungsadditive, z. B. 3-Methyl-2-butenol, Organopyrocarbonate und Triphenylphosphit [CAS 101-02-0] können auch zu den polymerisierbaren organischen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hinzu gegeben werden, um die Beständigkeit gegen Vergilbung zu verbessern.
In einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform wird auch vorgeschlagen, dass ein Polymerisationsmoderator oder Mischungen von Polymerisationsmoderatoren zu der polymerisierbaren organischen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hinzu gegeben werden können, um die Bildung von Verformungen wie Streifenbildung in den daraus erhaltenen Polymerisaten zu minimieren. Nicht beschränkende Beispiele von Polymerisationsmoderatoren umfassen: Dilaurylthiodipropionat, Terpinolen, 1-Isopropyl-4-methyl-1,4-cyclohexadien, 1-Isopropyl-4-methyl-1,3-cyclohexadien, 1,3-Diisopropenylbenzol, alpha-Methylstyrol, 2,4-Diphenyl-4-methyl-1-penten, 1,1-Diphenylethylen, cis-1,2-Diphenylethylen, 2,6-Dimethyl-2,4,6-octatrien, 4-tert-Butylpyrocatechol, 3-Methyl-2-butanol oder eine Mischung derselben.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann der Polymerisationsmoderator zu der polymerisierbaren organischen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in einer Menge von 0,01% bis 20 Gew.-%, z. B. von 0,1% bis 10 Gew.-% oder von 0,3% bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der polymeriserbaren organischen Zusammensetzung hinzu gegeben werden. Die Menge des Polymerisationsmoderators kann im Bereich zwischen jeder Kombination dieser Werte einschließlich der genannten Werte, z. B. von 0,015 bis 19,999 Gew.-% liegen.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform sind die aus der Polymerisation der polymerisierbaren organischen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung erhaltenen Polymerisate fest und durchsichtig oder optisch klar, so dass sie als optische Elemente verwendet werden können, z. B. als optische Linsen wie planare und Augenlinsen und Kontaktlinsen, Sonnenlinsen, Fenster, durchsichtige Materialien für Fahrzeuge, z. B. Windschutzscheiben, T-Dächer, Seitenlichter und Rücklichter, und durchsichtige Materialien für Flugzeuge, etc. In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform kann das Polymerisat eine Dicke von 0,5 mm oder mehr aufweisen.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform wird eine zweiteilige Linsenform aus Glas mit der polymerisierbaren Zusammensetzung gefüllt, die zusätzlich eine katalytische Menge an Azobisisobutyronitril enthalten kann. Die Glasform wird abgedichtet und in einen Ofen gestellt. Es wird ein thermischer Polymerisationszyklus gestartet, der im Bereich der Dauer von 10 bis 20 Stunden bei ungefähr 40 bis 110°C liegen kann. Danach wird die Form geöffnet und die resultierende Linse, d. h. das Polymerisat, wird entfernt. Die so hergestellte Polymerlinse wird dann für einen Zeitraum und bei einer Temperatur abgekühlt, die ausreicht, um bleibende Spannungen in der Linse zu vermeiden. Die Temperatur liegt im Allgemeinen zwischen 100 und 110°C und das Abkühlen wird für 1 bis 5 Stunden durchgeführt. Wenn das photochrome Material nicht in der polymerisierbaren Zusammensetzung mit umfasst war, dann kann es in das Polymerisat durch Imbibieren, Permeations- oder andere Transferverfahren eingebracht werden, die den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind.
In einer weiteren nicht beschränkenden Ausführungsform wird eine Einzelsichtlinse als Rohling (semi-finished single vision, SFSV) mit einer haftenden Gussform der photochromen polymerisierbaren Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung durch ein Überzugverfahren hergestellt. Typischerweise wird ein festgelegtes Volumen der photochromen polymerisierbaren Zusammensetzung in ein Volumen dispensiert, das sich durch eine kugelförmige konkave oder Minusform aus Glas definiert, die ungefähr der Biegung der vorderen Fläche und dem äußeren Durchmesser einer SFSV-Linse entspricht. Die Glasform wird mit einer runden Dichtung aus Polyvinylchlorid ausgestattet, die ungefähr 0,2 mm über die Form reicht und einen Innendurchmesser von ungefähr 4 mm weniger als der äußere Durchmesser der Glasform hat. Nachdem das Monomer dispensiert ist, wird die SFSV-Linse vorsichtig auf die dispensierte polymerisierbare Zusammensetzung platziert, die sich ausbreitet, um das definierte Volumen zu füllen. Eine runde Glasplatte mit einem Außendurchmesser von gleich oder größer dem der Linse wird auf die hintere Seite der Linse platziert. Eine Klemmfeder wird so positioniert, dass eine Seite der Klammer auf der Vorderseite der Negativform ist und die andere Seite der Klammer auf der Rückseite der Glasplatte ist. Die resultierende Anordnung wird durch Abkleben des Randes der Platten-Linsen-Dichtungs-Gussform unter Verwendung eines Klebebandes aus Polyurethan abgedichtet. Die Anordnung wird in einem Umluftofen von 30 auf 95°C für einen Zeitraum von 60 Minuten vorgewärmt und anschließend wird die Temperatur auf 95 bis 125°C erhöht und auf 82°C über einen Zeitraum von 3 Stunden verringert. Die Anordnung wird durch das Einfügen eines Keils unter die Dichtung zwischen der Linse und der Form getrennt. Die Linse hat nun eine anhaftende Beschichtung von 150 bis 180 Mikron.
Wenn Polymerisate der vorliegenden Erfindung als eine Matrix für photochrome Verbindungen verwendet werden, z. B. als photochrome Gegenstände, dann sollte das Polymerisat in einer nicht beschränkenden Ausführungsform für den Teil des elektromagnetischen Spektrums durchsichtig sein, der die photochrome(n) Substanz(en) in der Matrix aktiviert, z. B. die Wellenlänge des ultravioletten (UV)-Lichts, die die gefärbte oder offene Form der photochromen Substanz produziert, und für den Teil des sichtbaren Spektrums, der die maximale Absorptionswellenlänge der photochromen Substanz in ihrer UV-aktivierten Form umfasst, z. B. die offene Form.
In verschiedenen nicht beschränkenden Ausführungsformen kann ein photochromer Gegenstand durch Einspritzen der polymerisierbaren Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in eine Gussform und das Polymerisieren dieser mit etwas, das z. B. üblicherweise auf dem Gebiet als Guss-vor-Ort-Verfahren bezeichnet wird, hergestellt werden. Polymerisate, z. B. Linsen, die durch Gusspolymerisation von polymerisierbaren Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung (in der Abwesenheit einer photochromen Menge einer organischen photochromen Substanz) hergestellt werden, können verwendet werden, um photochrome Gegenstände durch das Auftragen oder Einbringen photochromer Verbindungen in das Polymerisat durch auf dem Gebiet bekannte Verfahren herzustellen. Solche nicht beschränkenden auf dem Gebiet anerkannten Verfahren umfassen: (a) das Auflösen oder Dispergieren der photochromen Substanz in dem Polymerisat, z. B. das Imbibieren der photochromen Substanz in das Polymerisat durch Eintauchen des Polymerisats in eine heiße Lösung der photochromen Substanz oder durch Wärmeübertragung; (b) Bereitstellen der photochromen Substanz als eine getrennte Schicht zwischen benachbarten Schichten des Polymerisats, z. B. als ein Teil eines Polymerfilms; und (c) Auftragen der photochromen Substanz als Teil einer Beschichtung, die auf die Oberfläche des Polymerisats platziert wird. Der Begriff "Imbibition" oder "Imbibieren" ist dazu vorgesehen, das Eindringen der photochromen Substanz allein in das Polymerisat, die lösungsmittelunterstützte Übertragungsabsorption der photochromen Substanz in ein Polymerisat, die Dampfphasenübertragung und andere solche Übertragungsmechanismen zu bedeuten und zu umfassen.
Nicht beschränkende Beispiele von photochromen Verbindungen, die mit den polymerisierbaren Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind organische photochrome Verbindungen, die sich in den gewünschten Farbton verfärben. Diese haben typischerweise wenigstens ein aktiviertes Absorptionsmaximum in dem Bereich zwischen ungefähr 400 und 700 nm. Sie können einzeln verwendet werden oder sie können in der Kombination mit photochromen Verbindungen verwendet werden, die deren aktivierte Farbe komplementieren.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform umfassen die organischen photochromen Materialien Chromene, z. B. Naphthopyrane, Benzopyrane, Indenonaphthopyrane und Phenanthopyrane; Spiropyrane, z. B. Spiro(benzindolin)naphthopyrane, Spiro(indolin)benzopyrane, Spiro(indolin)naphthopyrane, Spiro(indolin)chinopyrane und Spiro(indolin)pyrane; Oxazine, z. B. Spiro(indolin)naphthoxazine, Spiro(indolin)pyridobenzoxazine, Spiro(benzindolin)pyridobenzoxazine, Spiro(benzindolin)naphthoxazine und Spiro(indolin)benzoxazine; Quecksilberdithizonate, Fulgide, Fulgimide und Mischungen solcher photochromen Verbindungen. Solche photochromen Verbindungen werden in den U. S. Patenten 5,645,767 , 6,153,126 und 6,296,785 B1 in Spalte 30, Zeile 44 bis Spalte 31, Zeile 5 beschrieben.
In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform werden die hierin beschriebenen photochromen Verbindungen in photochromen Mengen und in einem Verhältnis verwendet (wenn Mischungen verwendet werden), so dass eine Beschichtungszusammensetzung, auf die die Verbindung(en) aufgetragen wird oder in die sie eingebracht wird, die gewünschte resultierende Farbe zeigt, z. B. eine im Wesentlichen neutrale Farbe wie Schattierungen von Grau oder Braun, wenn sie durch ungefiltertes Sonnenlicht aktiviert werden, d. h. eine so neutrale wie mögliche Farbe bei den gegebenen Farben der aktivierten photochromen Verbindungen. Neutrale Grau- und neutrale Braunfarben sind bevorzugt; jedoch können andere modische Farben verwendet werden. Eine weitere Diskussion von neutralen Farben und Wegen zur Beschreibung von Farben ist in dem U.S. Patent 5,645,767 , Spalte 12, Zeile 66 bis Spalte 13, Zeile 19 zu finden.
Wie es hierin und in den Ansprüchen verwendet wird, ist unter "photochromer Menge" gemeint, dass es die Menge der photochromen Verbindung oder Substanz ist, die wenigstens ausreichend ist, um eine photochrome Wirkung zu produzieren, die mit dem nackten Auge bei der Aktivierung erkennbar ist. Anders ausgedrückt, für imbibierte Substanzen ist eine photochrome Menge eine "photochrom wirksame Menge" von wenigstens einem teilweise imbibierten photochromen Material. Die speziell verwendete Menge hängt oft von der Intensität der gewünschten Farbe bei der Bestrahlung davon ab. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform gilt, je mehr photochrome Substanz in der polymerisierbaren Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorhanden ist oder je mehr in ein Polymerisat der vorliegenden Erfindung eingebracht wird, desto größer ist die Farbintensität des resultierenden photochromen Gegenstandes.
Die Menge an photochromem Material, das in die polymerisierbare Zusammensetzung eingebracht wird, liegt in einer nicht beschränkenden Ausführungsform im Bereich von 0,01 bis 40 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der polymerisierbaren Zusammensetzung. Zum Beispiel kann die Konzentration des photochromen Materials im Bereich von 0,05 bis 30 Gew.-% oder von 0,1 bis 20 Gew.-% oder von 0,2 bis 15 Gew.-%, z. B. von 7 bis 14 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der polymerisierbaren Zusammensetzung liegen. Die Konzentration des photochromen Materials kann im Bereich zwischen jeder Kombination dieser Werte einschließlich der genannten Werte, z. B. 0,05 bis 39,95 Gew.-% liegen.
Wenn sie in ein optisch klares Polymerisat der vorliegenden Erfindung, z. B. durch Imbibieren, eingebracht wird, dann kann die Menge der photochromen Substanz, die auf die Oberfläche des optisch klaren Polymerisats aufgetragen wird, in einer nicht beschränkenden Ausführungsform im Bereich von 0,01 bis 2,00, z. B. von 0,1 bis 1,0 Milligramm pro Quadratzentimeter der Oberfläche des Polymerisats liegen. Die Konzentration des photochromen Materials kann im Bereich zwischen jeder Kombination dieser Werte einschließlich der genannten Werte, z. B. von 0,015 bis 1,999 Milligramm pro Quadratzentimeter der Oberfläche des Polymerisats liegen.
In einer nicht beschränkenden Ausführungsform können kompatible (chemisch oder farblich) Tinten, d. h. Farbstoffe, zu der polymerisierbaren Zusammensetzung gegeben werden oder auf das Polymerisat aufgetragen werden, um ein ästhetischeres Ergebnis aus medizinischen Gründen oder aus Gründen der Mode zu erreichen. Der speziell ausgewählte Farbstoff wird von dem zuvor genannten Bedarf und dem zu erreichenden Ergebnis abhängen und variieren. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann der Farbstoff so gewählt werden, um die Farbe zu komplementieren, die aus den aktivierten photochromen Substanzen resultiert, z. B. zum Erreichen einer neutraleren Farbe oder zur Absorption einer bestimmten Wellenlänge des einfallenden Lichts. In einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform kann der Farbstoff so gewählt werden, um dem Polymerisat einen gewünschten Farbton zu geben, wenn die photochromen Substanzen in einem nicht aktivierten Zustand vorliegen.
In verschiedenen nicht beschränkenden Ausführungsformen können auch Hilfsmaterialien in die polymerisierbare Zusammensetzung mit dem verwendeten photochromen Material vor, gleichzeitig mit oder nach dem Auftragen oder Einbringen des photochromen Materials in die polymerisierbare Zusammensetzung oder das gehärtete Polymerisat eingebracht werden. Zum Beispiel können Ultraviolettlichtabsorptionsmittel mit den photochromen Substanzen vor deren Zugabe zu der Zusammensetzung beigemischt werden oder solche Absorptionsmittel können darüber gelegt werden, z. B. als eine Schicht zwischen dem photochromen Polymerisat und dem einfallenden Licht. Zudem können Stabilisierungsmittel mit den photochromen Substanzen vor deren Zugabe zu der Zusammensetzung zur Ver besserung der Beständigkeit gegen Lichtermüdung der photochromen Substanzen beigemischt werden. Es werden Stabilisatoren wie Lichtstabilisatoren aus gehinderten Aminen („hindered amine light stabilizer", HALS), asymmetrische Diaryloxalamid-(Oxanilid)-Verbindungen und Singuletsauerstoffquencher, z. B. ein Nickelionenkomplex mit einem organischen Liganden, polyphenolische Antioxidationsmittel oder Mischungen solcher Stabilisatoren vorgeschlagen. Sie können allein oder in Kombination verwendet werden. Solche Stabilisatoren werden in den U.S. Patenten 4,720,356 , 5,391,327 und 5,770,115 beschrieben.
Die polymerisierbare Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann weiterhin zusätzliche konventionelle Inhaltsstoffe umfassen, die der Zusammensetzung gewünschten Eigenschaften geben oder die für das Verfahren erforderlich sind, das verwendet wird, um die Zusammensetzung aufzutragen und zu härten, oder die die daraus hergestellten Polymerisate verbessern. Solche Inhaltsstoffe können in einer Menge von bis zu 20 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Monomere verwendet werden. Zum Beispiel können Weichmacher verwendet werden, um die Mikrohärte nach Fischer und/oder die photochromen Leistungseigenschaften der photochromen polymerisierbaren Zusammensetzung zu verbessern. Andere solche zusätzlichen Inhaltsstoffe umfassen Rheologiesteuerungsmittel, Nivelliermittel, z. B. oberflächenaktive Mittel, Initiatoren, härtungshemmende Mittel, Radikalfänger, Vernetzungsmittel und Klebkraftverstärker.
Es können nicht beschränkende Beispiele von Klebkraftverstärkern wie organofunktionelle Trialkoxysilane mit einem Alkoxysubstituenten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und die polymerisierbaren organofunktionellen Silane, die unter Verwendung des Verfahrens aufgetragen werden, dass in dem U.S. Patent 6,150,430 in Spalte 2, Zeile 39 bis Spalte 8, Zeile 38 offenbart wird, verwendet werden. Diese Materialien umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan, Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, 3,4-Epoxycyclohexylethyltrimethoxysilan, Aminoethyltrimethoxysilan oder eine Mischung davon. Klebkraftverstärker können in einer Menge verwendet werden, die die Klebkraft einer anschließend aufgetragenen Beschichtung auf das Polymerisat der vorliegenden Erfindung oder einer Über form der polymerisierbaren Zusammensetzung auf einem Linsenrohhling verbessert. Eine die Klebkraft verbessernde Menge von Klebkraftverstärkern ist eine Menge, die eine verbesserte Klebkraftbewertung zeigt, wie sie durch das Testverfahren nach ASTM D-3359-Standard Test Method for Measuring Adhesion by Tape Test – Method B gemessen wird, wenn sie mit einem Polymerisat ohne den Klebkraftverstärker verglichen wird.
Die Verwendung von Schutzbeschichtungen, von denen einige polymerbildende Organosilane enthalten können, als Grundierungen zur Verbesserung der Haftung von anschließend aufgetragenen Beschichtungen wurde in dem U.S. Patent 6,150,430 beschrieben. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform werden nicht färbende Beschichtungen verwendet. Nicht beschränkende Beispiele von kommerziellen Beschichtungsprodukten umfassen SILVUE^® 124- und HI-GARD^®-Beschichtungen, die jeweils von SDC Coatings, Inc. und PPG Industries, Inc. erhältlich sind. Zudem kann es in einer nicht beschränkenden Ausführungsform abhängig von der vorgesehenen Verwendung des Gegenstandes erforderlich sein, eine geeignete Schutzbeschichtung(en), d. h. eine abriebbeständige Beschichtung und/oder Beschichtungen, die als Sauerstoffsperre dienen, auf die freie Oberfläche des Polymerisats zur Verhinderung von Kratzern durch die Wirkungen von Reibung und Abrieb und Wechselwirkungen von Sauerstoff mit den photochromen Verbindungen aufzutragen. In einigen Fällen sind die Grundierungs- und Schutzbeschichtungen austauschbar, d. h. die gleiche Beschichtung kann als die Grundierungs- und die Schutzschicht(en) verwendet werden. Nicht beschränkende Beispiele von Hartbeschichtungen umfassen solche, die auf anorganischen Materialien wie Siliciumdioxid, Titandioxid und/oder Zirkoniumdioxid, sowie auf organischen Hartbeschichtungen des Typs basieren, die durch ultraviolettes Licht härtbar sind.
In zusätzlichen nicht beschränkenden Ausführungsformen können auch andere Beschichtungen oder Oberflächenbehandlungen, z. B. eine färbbare Beschichtung, eine antireflektierende Oberfläche, etc., auf die Gegenstände der vorliegenden Erfindung, d. h. die photochromen Polymerisate, aufgetragen werden. Eine antireflektierende Beschichtung, z. B. eine Monoschicht oder Mehrfachschicht aus Metalloxiden, Metallfluoriden oder anderen solchen Materialien, kann auf den photochromen Gegenständen, z. B. Linsen, der vorliegenden Erfindung durch Vakuumverdampfen, Sputtern und einige andere Verfahren abgeschieden werden.
Eine vorgesehene nicht beschränkende Ausführungsform ist die Verwendung der photochromen polymerisierbaren Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zur Herstellung optisch klarer Polymerisate, d. h. Materialien, die für optische Anwendungen geeignet sind, wie optische Elemente, z. B. ebene und sichtkorrigierende Augenlinsen und Kontaktlinsen, Fenster, klare Polymerfilme, durchsichtige Materialien für Automobile, z. B. Windschutzscheiben, durchsichtige Materialien für Flugzeuge, Kunststoffplatten, etc. Solche optisch klaren Polymerisate können einen Brechungsindex aufweisen, der im Bereich von 1,48 bis 2,00, z. B. von 1,495 bis 1,75, insbesondere von 1,50 bis 1,66 liegen kann.
Eine andere vorgeschlagene nicht beschränkende Ausführungsform ist die Verwendung einer Kombination des photochromen Polymerisats der vorliegenden Erfindung mit einer geeigneten Schutzbeschichtung(en) wie ein Organosilan, falls dies erforderlich ist, um photochrome optische Gegenstände herzustellen.
Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Beispielen genauer beschrieben, die nur als Erläuterung vorgesehen sind, da sich den Fachleuten auf dem Gebiet viele Modifikationen und Variationen davon ergeben.
Die Komponenten 1, 2 und 3 zusammen mit der photochromen Komponente und verschiedenen Methacrylatmonomeren wurden verwendet, um die Beispiele 1 bis 14 herzustellen. Beispiel 15 beschreibt die Herstellung und den Test der photochromen Linsen der Beispiele und die Ergebnisse dieser Tests, die entsprechend dem "Accelerated Westhering Photochromic Percent Photopic Fatique Test" (prozentzanteiliger phototoper Ermüdungstest bei beschleunigter Witterungsalterung) (AWPPPF Test). durchgeführt wurden.
Komponente 1
Das Reaktionsprodukt eines Isocyanats und eines Polycarbonatpolyols wurde aus den Inhaltsstoffen hergestellt, wie sie in Tabelle 1 zusammengefasst werden. Tabelle 1

Inhaltsstoffe Gewicht (Gramm)

Charge 1

PC-1122 (a) 936,10

THF (b) 500,00

MEHQ (c) 0,20

Charge 2

ICEMA (d) 155,16

THF 500,00

(a) Ein aliphatisches Polycarbonatdiol, von dem berichtet wird, dass es Polyhexamethylendicarbonat ist, das von Stahl USA verfügbar ist.
(b) Tetrahydrofuran
(c) Hydrochinonmonomethylether
(d) Isocyanatoethylmethacrylat

Charge 1 wurde zu einem Reaktor ganz aus Glas gegeben. Die Inhaltsstoffe wurden mittels Luftblasen gemischt. Es wurde Wärme auf die Charge in dem Reaktor aufgetragen, bis die Charge eine Temperatur von 60°C erreichte. Charge 2 wurde über einen Zeitraum von ungefähr einer Stunde hinzu gegeben. Nach der Beendigung der Zugabe der Charge 2 wurde die Reaktionsmischung für 6 Stunden gemischt. Die resultierende Lösung wurde im Vakuum bei 40°C und 10 mm Quecksilber für 1 Stunde vom Lösungsmittel befreit. Die resultierende Polymerlösung hatte einen gemessenen Gesamtfeststoffgehalt bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung von ungefähr 91,71%. Das Polymer hatte ein gewichtsmittleres Molekulargewicht, wie es durch Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von Polystyrol als ein Standard gemessen wird, von ungefähr 6473 und ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 2480.
Komponente 2
Schritt 1
Ein Polylactondiolbis(chloroformiat)-zwischenprodukt wurde aus den Inhaltsstoffen hergestellt, wie sie in Tabelle 2 zusammengefasst werden. Das Polycaprolactondiolbis(chloroformiat)-zwischenprodukt ist zur Herstellung von Polycaprolactondiolbis((meth)acryloylcarbonat)monomeren nützlich. Tabelle 2

Inhaltsstoffe Gewicht (Gramm)

Charge 1

Phosgen 67

Charge 2

Polylactondiol (e) 3993

THF Charge 3

Phosgen 1713

(e) TONE 0201 Poly(epsilon-caprolacton)diol, das von Union Carbide erhalten wurde.

Charge 1 wurde über einen Zeitraum von 15 Minuten zu einem isolierten 5 Liter Vierhals-Rundbodengefäß bei gleichzeitiger Kühlung auf 5°C gegeben. Das Gefäß war mit einem motorgetriebenen Rührerblatt aus Teflonpolymer, einem Einlassrohr für Phosgen, einem Thermoelement, einem Zugabetrichter mit Druckausgleich und einem Kühler, der mit einem Natriumhydroxidwäscher verbunden war, ausgestattet. Nach Beendigung der Zugabe von Charge 1 wurden die Chargen 2 und 3 gleichzeitig über einen Zeitraum von jeweils 8,5 und 7,5 Stunden zu dem Gefäß hinzu gegeben. Während der Zugabe der Chargen 2 und 3 wurde für die Temperatur der Inhaltsstoffe des Gefäßes darauf geachtet, dass sie auf nicht mehr als 38°C steigt. Am Ende der Zugabe von Charge 2 wurde ein Heizmantel auf das Gefäß aufgesetzt und die Inhaltsstoffe des Gefäßes wurden bei einer Temperatur von 32°C für den Rest der Zugabe der Charge 3 gehalten. Bei Beendigung der Zugabe der Charge 3 wurden die Inhaltsstoffe des Gefäßes bei einer Temperatur von 32°C mit Stickstoffgas für einen Zeitraum von ungefähr 24 Stun den gespült. Die Inhaltsstoffe des Gefäßes wurden in einen geeigneten Behälter übertragen. Die Ausbeute der Reaktion wurde als 99% bezogen auf eine Titration einer Mischung des Produkts und Pyridin bestimmt.
Schritt 2

Das Polylactondiolbis(chloroformiat)-zwischenprodukt von Schritt 1 wurde mit den Inhaltsstoffen verwendet, die in Tabelle 3 zusammengefasst werden, um das Polylactondiolbis((meth)acryloylcarbonat)monomer wie folgt herzustellen. Tabelle 3

Inhaltsstoffe		Gewicht (Gramm)
	Charge 1
Polycaprolactonbis(chloroformiat)-zwischenprodukt		328
Hydroxyethylmetharcylat		134
Methylenchlorid		200
	Charge 2
50% Natriumhydroxid (f)		102

(f) Eine wässrige Lösung, die Natriumhydroxid in einer Menge von 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung enthält.

Charge 1 wurde zu einem isolierten 1 Liter Rundbodengefäß aus Glas gegeben, das mit einem motorgetriebenen Blatt aus Teflonpolymer, einem Wasserkühler, einer zirkulierenden Kühleinheit (für den Mantel des Gefäßes) und einem Thermometer ausgestattet war, das mit einer Temperatursteuervorrichtung verbunden war. Die Inhaltsstoffe des Gefäßes wurden auf 0°C gekühlt und Charge 2 wurde langsam über einen Zeitraum von 35 Minuten hinzu gegeben. Während der Zugabe der Charge 2 wurde darauf geachtet, dass die Temperatur der Inhaltsstoffe des Gefäßes 20°C nicht überschreitet. Nach Beendigung der Zugabe der Charge 2 wurden 50 Gramm Wasser hinzu gegeben und die Inhaltsstoffe des Gefäßes wurden für weitere 2 Stunden bei einer Temperatur von ungefähr 20°C gerührt. Die Inhaltsstoffe des Gefäßes wurden in organische und wässrige Phasen durch die Zugabe von 800 Millilitern (ml) deionisiertem Wasser und 0,05 Gramm butyliertes Hydroxytoluol zu dem Gefäß getrennt. Die organische Phase wurde ge sammelt und mit 300 Gramm einer 10 gew.-%igen wässrigen Natriumhydroxidlösung gewaschen. 400 Gramm deionisiertes Wasser wurden hinzu gegeben und nach 1 Stunde wurde die organische Phase gesammelt. Die organische Phase wurde mit 500 Gramm deionisiertem Wasser gewaschen, das 0,035 Gramm butyliertes Hydroxytoluol enthält. Die organische Phase wurde nach 1 Stunde gesammelt und mit 600 Gramm deionisiertem Wasser gewaschen. Die organische Phase wurde nach 18 Stunden gesammelt und mit Luft für 2 Stunden gespült. Die organische Phase wurde bei einer Temperatur von 35°C im Vakuum von 12 Millimeter (mm) Quecksilber für 30 Minuten und bei 48°C bei 10 mm Quecksilber für 40 Minuten vom Lösungsmittel befreit. Das resultierende Produkt wurde durch einen Filter mit 0,45 Mikron filtriert. Das resultierende oligomere Produkt der Komponente 2 wurde in einer Ausbeute von 85% erhalten und es wurde herausgefunden, dass es eine Hydroxylzahl von 5,62 mg KOH/Gramm der Probe und ein gewichtsmittleres Molekulargewicht, wie es durch Gelchromatographie unter Verwendung von Polystyrol als ein Standard gemessen wird, von 500 bis 1400 Gramm hat.
Komponente 3
Das Reaktionsprodukt eines Polycarbonatpolyols und (Meth)acryloylchlorid wurde aus den Inhaltsstoffen, wie sie in Tabelle 4 zusammengefasst werden, hergestellt. Tabelle 4

Inhaltsstoffe Gewicht (Gramm)

Charge 1

PC-1122 (a) 234,40

THF (b) 301,30

MEHQ (c) 0,24

Nariumacetat 37,40

Charge 2

Methacryloylchlorid 26,2

THF 100,80

(e) Ein aliphatisches Polycarbonatdiol, von dem berichtet wird, dass es Polyhexamethylenbicarbonat ist, das von Stahl, USA verfügbar ist.
(f) Tetrahydrofuran
(g) Hydrochinonmonomethylether

Charge 1 wurde zu einem Reaktor ganz aus Glas gegeben, der mit Stickstoff gespült worden war. Der Reaktor wurde in ein Eisbad platziert und Charge 2 wurde über einen Zeitraum von 1 Stunde hinzu gegeben, während die Temperatur der Reaktionsmischung unter 25°C gehalten wurde. Nach Beendigung der Zugabe der Charge 2 wurde die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur über einen Zeitraum von 95 Minuten aufgewärmt. Es wurde Wärme auf die Charge in dem Reaktor aufgetragen, bis die Charge eine Temperatur von 35°C erreichte. Reaktionsproben wurden mit Methanol gelöscht und durch Gaschromatographie auf Methylmethacrylat hin analysiert, um die Umsetzung der Reaktion zu bestimmen. Die beendete Reaktion wurde 1 zu 1 in Ethylacetat verdünnt und zwei Mal mit gesättigtem Natriumbicarbonat und zwei Mal mit Salzlösung gewaschen. Die resultierende organische Lösung wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und auf ungefähr 92% Feststoffe konzentriert. Das resultierende Material wurde ohne weitere Aufreinigung verwendet.
Das Vorhandensein von Methylmethacrylat wurde durch gleichzeitiges Einspritzen mit einem Standard (Methylmethacrylat von der Aldrich Chemical Company, 99%, M5, 590-9) in einen Gaschromatographen von Hewelett Packard, 5890 Serie II, der eine Kapillarsäule Supelco SPB-8 enthält, bestimmt. Es wurde bei den folgenden Einstellungen eine Retentionszeit von 4,29 Minuten bestimmt; Temperatur am Injektionsport 200°C, Temperatur am Detektorport 250°C, Säulentemperaturprogramm: 2 Minuten Halten bei 40°C, 40–220°C mit einer Steigerung von 15 Grad/min, 22 Minuten Halten bei 220°C.
Die Daten der Gelpermeationschromatographie zeigten das Folgende über das Endprodukt: Mn ist 2400 und Mw ist 5600. Das GPC-System wurde mit Standards aus Polyethylenglycol kalibriert.
Photochrome Komponente

Die photochrome Komponente wurde durch die Zugabe von jedem der in der Tabelle 5 aufgelisteten Materialien zu einem geeigneten Gefäß, das mit einem Rührer und Mitteln zum Heizen ausgestattet war, hergestellt. Die resultierende Mischung wurde gerührt und leicht erwärmt, bis eine klare Lösung resultierte. Tabelle 5

Material	Gewichtsprozent*
NMP (g)	15,000
Photochrome Verbindung 2 (h)	2,625
Photochrome Verbindung 3 (i)	0,675
Photochrome Verbindung 4 (j)	0,900
Photochrome Verbindung 5 (k)	3,300
Irganox 245 (l)	3,000
Tinuvin 622 (m)	2,000

* Die in Tabelle 5 aufgelisteten Gewichtsprozentangaben basieren auf dem Gesamtgewicht der Monomere.
(g) N-Methylpyrrolidon
(h) Ein 2H-Naphtho[1,2-b]pyran, das eine blaugraue Farbe zeigt, wenn es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
(i) Ein 2H-Naphtho[1,2-b]pyran, das eine grünblaue Farbe zeigt, wenn es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
(j) Ein 2H-Naphtho[1,2-b]pyran, das eine gelborange Farbe zeigt, wenn es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
(k) Ein 2H-Naphtho[1,2-b]pyran, das eine gelborange Farbe zeigt, wenn es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
(l) Ein Antioxidationsmittel/Stabilisator, der von der Ciba Specialty Chemicals Corp. verfügbar ist.
(m) Ein Ultraviolettlichtstabilisator aus gehindertem Amin, der von der Ciba Specialty Chemicals Corp. verfügbar ist.

Beispiele 1–14
Tabelle 6 listet die Monomere nach Gewichtsprozent in jedem der Beispiele 1–14 auf. Die Beispiele wurden durch die Zugabe der Monomerzusammensetzung, die in Tabelle 6 aufgelistet wird, zu einem geeigneten Gefäß, das mit einem Rührer ausgestattet ist, und Mischen für eine Stunde nach den folgenden Zugaben hergestellt: es wurde das oberflächenaktive, Mittel FC-431 aus Fluorkohlenstoff, das von 3M verfügbar ist, in einer Menge hinzu gegeben, um 0,15 Gew.-% zu ergeben, und die photochrome Komponente von Tabelle 5 wurde in einer Menge hinzu gegeben, um 28,0 Gew.-% zu ergeben, wobei beide Gewichtsprozentangaben auf das Gesamtgewicht der Monomere bezogen sind.
Beispiel 15
Der "Accelerated Westhering Photochromic Percent Photopic Fatique Test (AWPPPF-Test) umfasst die Herstellung der Linsen in den Teilen A–C, das Beschichten der Linsen mit einer polymerisierbaren Zusammensetzung in Teil D, das Messen der Mikrohärte nach Fischer der beschichteten Linse in Teil E und das Bestimmen der photochromen Leistungsfähigkeit und Ermüdung in Teil F vor und nach dem Verwittern in Teil G.
Die polymerisierbare Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wurde in die Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele 1–8, 10 und 11 eingebracht. Es wurden auch andere polymerisierbare Zusammensetzungen, die die polymerisierbare Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung nicht enthielten, wie die Zusammensetzungen der Beispiele 9, 12, 13 und 14 getestet. Die Ergebnisse der photochromen Leistungsfähigkeit und der Ermüdungstests für Beschichtungen mit vergleichbaren Mikrohärtewerten nach Fischer wurden verglichen, um zu bestimmen, ob es eine Erhöhung oder Erniedrigung in diesen Parametern gab. Durch das Vergleichen beschichteter Linsen mit vergleichbaren Mikrohärtewerten nach Fischer wurde die physikalische Natur der Beschichtung berücksichtigt, da es im Allgemeinen bekannt ist, dass die Leistungsfähigkeit von photochromen Verbindungen in weicheren polymerisierten Matrizen schneller sein kann.
Teil A
Es wurde eine Serie von ebenen Linsenrohlingen, die aus dem Monomer CR-39^® hergestellt wurde, das von PPG Industries, Inc. verfügbar ist, verwendet. Die Linsenrohlinge hatten einen Durchmesser von 70 mm. Alle Linsenrohlinge wurden mit Geschirrspülwaschmittel (Lemon Scented Joy) und Wasser gewaschen, in eine 12,5 gew.-%ige Lösung von wässrigem Natriumhydroxid bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung bei 60°C für 10 Sekunden getaucht, mit deionisiertem Wasser gespült, mit Isopropylalkohol besprüht und getrocknet.
Teil B
Die in Teil A hergestellten Linsen wurden mit einer Klebkraftverstärkerzusammensetzung des Typs beschichtet, der in dem U.S. Patent 6,150,430 beschrieben wird. Die Klebkraftverstärkerzusammensetzung wurde auf die Oberfläche der Linsen durch das Schleudern der Linsen bei 1500 Umdrehungen pro Minute (Upm) unter Dispensieren der Zusammensetzung für 9 Sekunden aufgetragen.
Teil C
Alle in Teil B hergestellten beschichteten Linsen wurden durch Aussetzen an ultraviolette Strahlung gehärtet. Die Linsen wurden 10 Sekunden einer Bestrahlung 6 Inch unterhalb eines Härtungssystems Dymax 5000EC, das mit einer Ausgangsleistung von 400 Watt pro Inch bewertet wird, ausgesetzt. Nachdem die aufgetragene Zusammensetzung gehärtet war, wurde jede Linse vor der weiteren Verarbeitung mit Isopropylalkohol für 9 Sekunden während des Schleuderns bei 1500 Upm gespült und getrocknet.
Teil D
Die in Teil C hergestellten Linsen wurden mit den photochromen Beschichtungszusammensetzungen von Tabelle 6 durch Schleudern der Linsen bei 1500 Upm und Dispensieren der Beschichtungszusammensetzung für den in Tabelle 7 aufgelisteten Zeitraum beschichtet, um eine Beschichtung mit einer Dicke von ungefähr 30 Mikron nach dem Härten herzustellen. Tabelle 7

Beispiel # Schleuderzeit (Sekunden)

1 18,0

2 25,0

3 17,0

4 18,0

5 12,0

6 10,0

7 35,0

8 20,0

9 11,0

10 33,0

11 22,0

12 und 13 9,0

14 9,5
Die beschichteten Linsen wurden durch Aussetzen an ultraviolette Strahlung durch einen Durchgang unter zwei Ultraviolettlampen vom Typ "V" mit einer Länge von 10 Inch (25,4 cm) bei einer Geschwindigkeit von 2,3 Fuß pro Minute (70,1 cm pro Minute) auf einem Förderband gehärtet. Die erste Lampe wurde in einer Höhe von 2,5 Inch (6,4 cm) oberhalb des Förderbandes und die zweite Lampe bei 6,5 Inch (16,5 cm) oberhalb des Förderbandes gehalten. Das Härtungssystem wurde von Eye Ultraviolet System erhalten und wurde mit Stickstoff bis runter auf weniger als 100 ppm Sauerstoff inert gemacht.
Teil E
Die photochromen beschichteten Linsen, die in Teil D hergestellt wurden, wurden einem Mikrohärtetest unter Verwendung eines Fischerscope HCV, Modell H-100, das von Fischer Technology, Inc. verfügbar ist, ausgesetzt. Die Mikrohärte der beschichteten Linsen der Beispiele, die in Newton pro mm² gemessen wird, wurde unter den Bedingungen einer Belastung von 100 MilliNewton, 30 Belastungsschritten und 0,5 sekündigen Pausen zwischen den Belastungsschritten gemessen. Die in Tabelle 8 genannten Ergebnisse wurden bei einer Kerbtiefe von 2 um gemessen. Tabelle 8

Beispiel Nr. Mikrohärte

Newton pro mm²

1 100

2 86

3 84

4 117

5 112

6 105

7 127

8 127

9 144

10 108

11 108

12 189

13 137

14 99
Die Ergebnisse der Tabelle 8 zeigen, dass die Beispiele 1–8, 10 und 11, die die Komponente 1 enthalten, eine Mikrohärte hatten, die im Bereich von 84 bis 108 Newton/mm² lag. Die anderen Beispiele hatten eine Mikrohärte, die in dem Bereich von 99 bis 189 Newton/mm² lag.
Teil F
Die in Teil D hergestellten photochromen beschichteten Linsen wurden auf ihre photochrome Reaktion hin auf einem optischen Labortisch getestet, der von Essilor of France hergestellt wird, und hiernach als "BMP" bezeichnet wird. Vor dem Testen auf dem BMP wurden die photochromen beschichteten Linsen ultraviolettem Licht bei 365 nm für ungefähr 10 Minuten in einem Abstand von ungefähr 14 cm von den Lampen zur Aktivierung der photochromen Verbindung ausgesetzt. Die Bestrahlung mit UVA an der Probe wurde mit einem Spektroradiometer, Licor Modell Li-1800, gemessen und stellte sich als 22,2 Watt pro Quadratmeter heraus. Die Proben wurden dann unter eine Halogenlampe für ungefähr 10 Minuten in einem Abstand von ungefähr 36 cm von der Lampe platziert, um die photochromen Verbindungen in den Proben zu bleichen oder zu inaktivieren. Die Lichtintensität an der Probe wurde mit dem Spektroradiometer von Licor gemessen und stellte sich als 21,5 Klux heraus. Die getesteten Linsen wurden dann in einer dunklen Umgebung für wenigstens 1 Stunde vor dem Test auf dem BMP aufbewahrt.
Der BMP umfasst eine flache Metalloberfläche, auf die zwei Xenon-Bogenlampen mit 150 Watt 90° voneinander positioniert aufgesetzt wurden (eine Lampe, um die Menge an UV/VIS-Licht zur Verfügung zu stellen und eine zur Bereitstellung von zusätzlichem sichtbarem Licht). Die etwas kollimierten Ausgangsstrahlen von den Xenon-Bogenlampen wurden kombiniert und auf die Probenzelle und zu den Strahlungsdetektoren durch einen 50/50 Strahlsplitter gerichtet. Jede Lampe wurde vor dem Einlass in die Probenzelle einzeln gefiltert und abgeblendet sowie auch nach dem Mischen abgeblendet. Jede Lampe wurde auch mit einem Banddurchlassfilter Schott 3 mm KG-2 gefiltert. Die Lampe für das zusätzliche sichtbare Licht wurde zusätzlich mit einem Ausschlussfilter bei 400 nm gefiltert.
Die mit dem Zubehör gelieferte Software, d. h. BMP Soft Version 2.1e, wurde zur Steuerung der Zeit, Belichtung, Luftzellen- und Probentemperatur, der Blende, Filterauswahl und Reaktionsmessung verwendet. Das Softwareprogramm stellte die Einstellungen innerhalb etablierter Grenzwerte für eine Fotofeedbackeinheit zur Verfügung, die wiederum leichte Anpassungen an der Lampenleistung und entsprechenden Lampenausgangsleistung machte. Wenn eine gewählte Strahlung nicht in den Grenzen der Fotofeedbackeinheit erreicht werden konnte, dann zeigte das Programm die Notwendigkeit einer Änderung in der Wahl der neutralen Dichtefilter für jeden Lichtweg an.
Der Aufbau der BMP-Software erforderte Korrelationsfaktoren zwischen den spektroradiometrischen Messungen an der Probe und einem Dualkanal-Optometer Graseby Modell 5380 ausgestattet mit einem UVA-Detektor Modell #268 UVA und einem Detektor für sichtbares Licht Modell #268P. Die Optometerdetektoren wurden auf einen optischen Schienenträger aufgesetzt und erhielten eine Hälfte der aufgeteilten und kombinierten Lichtstrahlen aus den Xenon-Bogenlampen. Die Linsenprobenzelle wurde mit einem Quarzfenster und einem selbstzentrierenden Probenhalter ausgestattet. Die Temperatur in der Probenzelle wurde bei 73,4°F (23°C) durch die Software mit einem modifizierten Umgebungssimulator Facis, Modell FX-10, eingestellt. Die Strahlung an der Probe wurde auf 6,7 Watt pro Quadratmeter UVA und 50 Klux Strahlungsintensität eingestellt. Es wurde ein Spektrophotometer von Zeiss, Modell MCS 501, mit optischen Faserkabeln zum Lichttransport aus einer Wolfram-Halogenlampe und durch die Probe für die Reaktions- und Farbmessungen verwendet. Der kollimierte steuernde Lichtstrahl aus dem optischen Faserkabel wurde rechtwinklig zu der Testprobe während des Durchführens durch die Probe gehalten und auf eine aufnehmende optische Faserkabelanordnung gerichtet, die mit dem Spektrophotometer verbun den war. Der genaue Punkt der Platzierung der Probe in der Probenzelle war dort, wo der Strahl der aktivierenden Strahl der Xenon-Bogenlampe und der steuernde Lichtstrahl sich zur Bildung von zwei konzentrischen Kreisen aus Licht trafen. Der Eingangswinkel der Xenon-Bogenlampe an dem Punkt der Platzierung der Probe war ungefähr 20° vom rechten Winkel.
Reaktionsmessungen in Bezug auf eine Änderung in der optischen Dichte (ΔOD) von dem inaktivierten oder gebleichten Zustand hin zu dem aktivierten oder verdunkelten Zustand wurden durch Etablieren der anfänglichen inaktivierten Durchlässigkeit, das Öffnen der Blende der Xenonlampe(n) und das Messen der Durchlässigkeit nach Aktivieren in bestimmten Zeitintervallen bestimmt. Die Änderung der optischen Dichte bestimmt sich gemäß der folgenden Formel: ΔOD = log (%Tb/%Ta), wobei %Tb die prozentuale Durchlässigkeit in dem gebleichten Zustand ist, %Ta die prozentuale Durchlässigkeit im aktivierten Zustand ist und der Logarithmus die Basis 10 hat.

Die Entfärbungsgeschwindigkeit (T½) ist der Zeitraum in Sekunden, damit die ΔOD der aktivierten Form der photochromen Verbindung in dem Testquadrat die Hälfte der höchsten ΔOD nach dem Entfernen der Quelle von aktiviertem Licht erreicht. Die Aktivierungsgeschwindigkeit (A½) ist der Zeitraum in Sekunden der Bestrahlung, die man braucht, um 50% Änderung in der optischen Dichte (ΔOD) nach 15 Minuten Bestrahlung zu erreichen. Die Ergebnisse der photochromen beschichteten Linsen werden in Tabelle 9 aufgelistet. Tabelle 9

Beispiel #	ΔOD bei 15 Minuten	A½(Sek.)	T½(Sek.)
1	0,62	18	64
2	0,63	16	59
3	0,61	17	63
4	0,61	21	86
5	0,62	20	76
6	0,59	29	70
7	0,59	22	87
8	0,63	25	108
9	0,66	28	117
10	0,58	17	61
11	0,59	20	75
12	0,61	79	513
13	0,66	33	151
14	066	23	91

Die Ergebnisse der Tabelle 9 zeigen, dass die Beispiele 1–8, 10 und 11, die die Komponente 1 allein oder in Kombination mit Komponente 2, Komponente 3, Trimethylolpropantrimethacrylat und/oder Bisphenol-A-(10 Ethoxyeinheiten)-dimethacrylat in einer Bisphenol-A-(2 Ethoxyeinheiten)-dimethacrylatformulierung enthalten, Aktivierungs-(A½) und/oder Entfärbungs-(T½)-geschwindigkeiten zeigten, die schneller als für alle anderen getesteten Beispiele außer Beispiel 14 waren. Die Änderung der optischen Dichte (ΔOD) der Beispiele 1–8, 10 und 11 war vergleichbar und etwas geringer als die der anderen getesteten Beispiele.
Die Untersuchung von beiden Tabellen 8 und 9 zeigt, dass die Mikrohärte nach Fischer der Beschichtungen der Beispiele 1, 4–8, 10 und 11 gleich zu oder höher als die von Beispiel 14 war, was zeigt, dass die Verbesserung der photochromen Leistungsfähigkeit, z. B. der Aktivierungs-(A½) und/oder Entfärbungs-(T½)-geschwindigkeiten, die durch die Beispiele 1, 4–8, 10 und 11 gezeigt wird, nicht durch die physikalische Natur der Beschichtung bedingt war, z. B. dass sie weicher waren oder eine niedrigere Mikrohärte nach Fischer hatten.
Teil G
Es wurde ein Alterungsvorrichtung ATLAS Ci4000 WEATHEROMETER zur Durchführung beschleunigter Alterung durch Sonnenstrahlung verwendet. Die in Tabelle 10 berichteten Ergebnisse der Proben wurde nach 65 Stunden Aussetzen an eine gefilterte Xenonlampe mit einer Ausgangsleistung von 0,25 Watt pro Quadratmeter bei 340 Nanometern in dem ATLAS C14000 WEATHEROMETER erhalten. Die Temperatur in dem WEATHEROMETER wurde bei 45°C gehalten und die relative Feuchte wurde bei 75% gesteuert. Die Temperatur der Linsen an den Haltern überschritt typischerweise 55°C nicht. Nachdem die Linsen den Ermüdungsprozess durchlaufen hatten, wurden sie präpariert und auf dem opti schen Labortisch unter den gleichen Bedingungen wie vor dem Aussetzen gemessen.
Die prozentuale Ermüdung (%Fat) wurde durch das Messen des Unterschiedes zwischen der Änderung der optischer Dichte (ΔOD) der Testprobe vor und nach dem beschleunigten Altern und das Berechnen der prozentualen Verringerung der optischen Dichte, die diesen Unterschied darstellt, bestimmt. Die Änderung der optischen Dichte (ΔOD) wurde durch das Einfügen einer Testlinse in dem entfärbten Zustand in den Probenhalter, das Messen der Durchlässigkeit (T_B), das Öffnen der Blende der Xenonlampe zur Bereitstellung simulierter Sonnenstrahlung zur Änderung der Testprobe von einem entfärbten Zustand in einen aktivierten (d. h. verdunkelten) Zustand, das Messen der Durchlässigkeit in dem aktivierten Zustand (T_A) und das Berechnen der Änderung der optischen Dichte gemäß der Formel: ΔOD = log(T_B/T_A) (der Logarithmus hat die Basis 10) bestimmt. Die Ergebnisse können um ± 2 variieren.
Die prozentuale photopische Ermüdung wurde für die Wellenlänge gemessen, die durch den photopischen Filter durchgeführt wurde, welche eng den Reaktionen sichtbaren Lichts entspricht, die mit dem menschlichen Auge nachgewiesen werden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 10 berichtet. Tabelle 10

Beispiel Nr. % Photopische Ermüdung

7 18

8 22

9 26

10 30

11 27

12 28

13 26

14 24
Die Ergebnisse von Tabelle 10 zeigen, dass die prozentuale photopische Ermüdung von Beispiel 7, das 30 Gew.-% Komponente 1 enthält, niedriger als alle der anderen getesteten Proben war. Beispiel 8, das 15% von jeder der Komponenten 1 und 2 enthält, zeigte eine prozentuale photopische Ermüdung, die das Mittel der Ergebnisse der Beispiele 7 und 9 war, die jeweils 30% der Komponente 1 und 30% der Komponente 2 enthalten. Beispiel 10, das 15 Gew.-% der Komponente 1 und 15 Gew.-% der Komponente 3 enthält, ein verschiedenes auf Polycarbonatpolyol basierendes Dimethacrylatreaktionsprodukt als Komponente 1, zeigte eine prozentuale photopische Ermüdung, die höher als die der anderen getesteten Proben war. Beispiel 11, das 10 Gew.-% von jeder der Komponenten 1, 2 und 3 enthält, hatte Ergebnisse der prozentualen photopischen Ermüdung, die zwischen die der Beispiele 9 und 10 fallen.
Beispiele 12, 13 und 14 zeigten eine Verringerung der prozentualen photopischen Ermüdung bei einer Erhöhung der Ethoxyeinheiten von jeweils 10 auf 20 bis 30 Einheiten.
Die Untersuchung von beiden Tabellen 9 und 10 zeigt, dass photochrome Linsen mit verbesserter Leistungsfähigkeit, z. B. schnelleren Aktivierungs- und Entfärbungsgeschwindigkeiten, und/oder verringerter Ermüdung, z. B. längerer Lebensdauer, unerwartet unter Verwendung der Komponente 1 allein oder in Kombination mit der Komponente 2 und/oder der Komponente 3 in einer (Meth)acrylatformulierung anstelle von Eisphenol-A-dimethacrylat mit 10, 20 oder 30 Einheiten hergestellt werden können.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf spezielle Details bestimmter Ausführungsformen davon beschrieben. Es ist nicht vorgesehen, dass solche Details als Beschränkungen für den Umfang der Erfindung angesehen werden, außer insoweit wie und in dem Ausmaß wie sie in den beigefügten Ansprüchen mit umfasst sind.

Claims

Polymerisierbare Zusammensetzung, enthaltend: a) ein Reaktionsprodukt eines Polyols, das wenigstens eine Carbonatgruppe enthält, und eines Isocyanats, das eine reaktive Isocyanatgruppe und wenigstens eine polymerisierbare Doppelbindung enthält, und b) eine photochrome Menge wenigstens einer photochromen Verbindung.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Reaktionsprodukt (a) durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin R' ein Rest eines Polyols mit wenigstens einer Carbonatgruppe ist, R₅ gleich Wasserstoff oder Methyl ist, E gleich -NH- ist, X eine zweibindige Verknüpfung ist, die ausgewählt ist aus linearem oder verzweigtkettigem Alkylen, linearem oder verzweigtkettigem Polyoxyalkylen, cyclischem Alkylen, Phenylen, einem Rest eines Polyols und C₁- bis C₄-alkylsubstituiertem Phenylen, und i ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 2 bis 6.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Isocyanat von (a) ausgewählt ist aus: (a) einem Isocyanat, das durch die folgende Formel wiedergegeben ist: CH₂=C(R₅)-C(O)OX-N=C=O worin R₅ gleich Wasserstoff oder Methyl ist und X eine zweibindige Verknüpfung ist, die ausgewählt ist aus linearem oder verzweigtket tigem Alkylen, linearem oder verzweigtkettigem Polyoxyalkylen, cyclischem Alkylen, Phenylen, einem Rest eines Polyols und C₁- bis C₄-alkylsubstituiertem Phenylen, (b) m-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat, (c) einem Produkt der Reaktion wenigstens eines acrylfunktionellen Monomers, das eine Vinylethergruppe enthält, und Isocyansäure und (d) einer Mischung davon.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Isocyanat ausgewählt ist aus Isocyanatoethylmethacrylat, m-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat, 1-(2-Methacryloxyethoxy)ethylisocyanat und einer Mischung davon.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Polyol, das wenigstens eine Carbonatgruppe enthält, ein Polycarbonatpolyol ist, das durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin R₆ und R₇ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten ausgewählt sind aus zweibindigen linearen oder verzweigten Alkylengruppen, cyclischen Alkylengruppen und zweibindigen aromatischen C₆- bis C₁₅-Resten und a eine ganze Zahl ist, die ausgewählt ist aus 1 bis 20.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei das Polycarbonatpolyol ein Reaktionsprodukt wenigstens eines Bis(chloroformiats) und wenigstens eines Polyols ist.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das Bis(chloroformiat) Monoethylenglykolbis(chloroformiat), Diethylenglykolbis(chloroformiat), Propandiolbis(chloroformiat), Butandiolbis(chloroformiat), Hexandiolbis(chloroformiat), Neopentyldiol bis(chloroformiat), Bisphenol-A-bis(chloroformiat) oder eine Mischung davon ist.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das Polyol Bisphenol A, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Di(trimethylolpropan)dimethylolpropionsäure, Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Propandiol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, 1,2-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 2,4-Pentandiol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol, 2-Methyl-1,3-pentandiol, 2-Methyl-1,5-pentandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,6-Hexandiol, 2,5-Hexandiol, 2-Ethyl-1,3-hexandiol, 1,4-Cyclohexandiol, 1,7-Heptandiol, 2,4-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol, 2,2-Dimethyl-3-hydroxypropyl-2,2-dimethyl-3-hydroxypropionat, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Polypropylenglykol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,2-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan, 1,2-Bis(hydroxyethyl)cyclohexan, das Alkoxylierungsprodukt von 1 mol 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan und 2 bis 10 mol Ethylenoxid, Propylenoxid oder einer Mischung davon, Poly(oxytetramethylen)diol oder eine Mischung davon ist.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Reaktionsprodukt (a) ein Monomer mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von mehr als 2000 ist.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die zusätzlich (c) wenigstens ein anderes Monomer enthält, das mit (a) copolymerisierbar ist.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei (a) mit wenigstens 5 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der nichtphotochromen Monomeren in der Zusammensetzung, vorhanden ist.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei das wenigstens eine andere copolymerisierbare Monomer ausgewählt ist aus: (a) einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin R₈ ein mehrwertiger Rest eines Polyols ist, R₅ gleich Wasserstoff oder Methyl ist, i ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 2 bis 6 und X eine zweibindige Verbindungsgruppe ist, die ausgewählt ist aus linearem oder verzweigtkettigem Alkylen, linearem oder verzweigtkettigem Polyoxyalkylen, cyclischem Alkylen, Phenylen, einem Rest eines Polyols und C₁- bis C₄-alkylsubstituiertem Phenylen, (b) einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin m und n jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus ganzen Zahlen von 0 bis 6, die Summe von m und n gleich 0 bis 6 beträgt, R₉ und R₁₀ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus Wasserstoff und Methyl, R₁₁ und R₁₂ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten ausgewählt sind aus Wasserstoff und C₁- bis C₂-Alkyl und B eine zweibindige Verbindungsgruppe ist, die ausgewählt ist aus linearem oder verzweigtkettigem Alkylen, Phenylen, C₁- bis C₄-alkylsubstituiertem Phenylen und einer Gruppe, die durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin R₁₅ und R₁₆ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten ausgewählt sind aus C₁- bis C₄-Alkyl, Chlor und Brom, p und q jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus einer ganzen Zahl von 0 bis 4,
für eine zweibindige Benzolgruppe oder eine zweibindige Cyclohexangruppe steht und D gleich -O-, -S-, -S(O₂)-, -C(O)-, -CH₂-, -CH=CH-, -C(CH₃)₂-, -C(CH₃)(C₆H₅)- oder
ist, wenn
die zweibindige Benzolgruppe ist, und D gleich -O-, -S-, -CH₂- oder -C(CH₃)₂- ist, wenn
die zweibindige Cyclohexangruppe ist, (c) einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin o and u jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus einer positiven Zahl, die Summe von o und u gleich 7 bis 70 beträgt, R₉, R₁₀, R₁₁, R₁₂ und B dieselben wie zuvor definiert sind, (d) einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das durch die folgende Formel wiedergegeben ist:
worin R₅, R₈ und R₁₁ dieselben wie zuvor definiert sind, d ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 0 bis 20 und j ausgewählt ist aus einer Zahl von 3 bis 6, (e) einem Reaktionsprodukt eines Polycarbonatpolyolpolychloroformiats und eines Hydroxy(meth)acrylats, (f) einem Reaktionsprodukt eines Polycarbonatpolyols und (Meth)acryloylchlorid, (g) einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das monoethylenisch ungesättigt ist, (h) einem radikalisch polymerisierbaren Monomer, das ein allylfunktionelles Monomer mit wenigstens zwei Allylgruppen ist, vorausgesetzt, dass dieses allylfunktionelle Monomer in einer Menge verwendet wird, die 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere, nicht überschreitet, und (i) einer Mischung davon.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 12, wobei (a) R₈ ein mehrwertiger Rest eines Polyols, das ausgewählt ist aus einem aliphatischen Polyol, cycloaliphatischem Polyol, einem aromatischen Polyol und einem Polyol, das Estgergruppen enthält, und wenigstens 2 Hydroxygruppen aufweist, ist, i gleich 2 ist, X ein gerad- oder verzweigtkettiges Alkylen ist, (b) R₉ und R₁₀ jeweils Methyl sind, R₁₁ und R₁₂ jeweils Wasserstoff sind, p, q, r und s jeweils gleich 0 sind, D gleich -C(CH₃)₂- ist und die Summe von m und n gleich 0 bis 4 ist, (c) die Summe von 0 und u gleich 10 bis 30 ist, (d) R₈ ein Rest von Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Dipentaerythrit ist und d gleich 3 bis 15 ist, (e) das Reaktionsprodukt eines Polycarbonatpolyolpolychloroformiats und eines Hydroxy(meth)acrylats, (f) das Reaktionsprodukt eines Polycarbonatpolyols und Methacryloylchlorid, (g) das monoethylenisch ungesättigte Monomer ein Alkylester der (Meth)acrylsäure, aromatisches Vinylmonomer, Vinylhalogenid, Vinylidenhalogenid, Vinylester, (Meth)acryloxypropyltri(C₁- bis C₄)alkoxysilan, (Meth)acrylsäure oder eine Mischung davon ist, (h) das allylfunktionelle Monomer ist: (i) ein allylfunktionelles Monomer, wiedergegeben durch die folgende Formel: R₁₇-[-O-C(O)O-R₁₈]₂ worin R₁₇ ein zweibindiger Rest eines Diols, ausgewählt aus 1,2-Ethandiol, Diethylenglykol und 1,2-Propandiol, ist, und R₁₈ eine Allylgruppe ist, (ii) ein allylfunktionelles Monomer, wiedergegeben durch die folgende Formel:
worin R₁₅ und R₁₆ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten ausgewählt sind aus C₁- bis C₄-Alkyl, Chlor und Brom, p und q jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus einer ganzen Zahl von 0 bis 4 und -A- eine zweibindige Verbindungsgruppe ist, die ausgewählt ist aus -O-, -S-, -S(O₂), -C(O)-, -CH₂-, -CH=CH-, -C(CH₃)₂-, -C(CH₃)(C₆H₅)-
oder und R₁₈ eine Allylgruppe ist, (iii) ein allylfunktionelles Monomer, wiedergegeben durch die folgende Formel:
worin R₁₈ eine Allylgruppe ist, oder (iv) eine Mischung von wenigstens zwei von (i), (ii) und (iii).
Polymerisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 12 (a), wobei R₈ der Rest eines Polyols ist, das durch die folgende Formel wiedergegeben ist: R₁-(Y-(C(O)(-CR₂R₃)_h-CHR₄-O)_t-H)_y worin Y gleich -O- oder -NR- ist und R gleich Wasserstoff oder C₁- bis C₁₂-Alkyl ist, R₁ ein organischer Rest ist, der sich von einem Initiator ableitet, R₂, R₃ und R₄ jeweils unabhängig voneinander bei jedem Auftreten ausgewählt sind aus Wasserstoff, C₁- bis C₁₂-Alkyl, C₅- bis C₆-Cycloalkyl, C₁- bis C₆-Alkoxy, Benzyl und Phenyl, unter der Voraussetzung, dass wenigstens h + 2 der Gesamtzahl von R₂, R₃ und R₄ gleich Wasserstoff sind, der Buchstabe h ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 1 bis 6, t ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 1 bis 100 und y ausgewählt ist aus einer ganzen Zahl von 2 bis 6.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 12 (a), wobei R₈ der Rest eines Reaktionsprodukts von wenigstens einem Diol und wenigstens einem Lacton ist, wobei dieses Diol ein lineares oder verzweigtes aliphatisches Diol mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, Poly(C₂- bis C₄)alkylenglykol, cycloaliphatisches Diol mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen im cyclischen Ring, monocyclisches aromatisches Diol, Bisphenol, hydriertes Bisphenol oder eine Mischung davon ist, dieses Lacton β-Propiolacton, γ-Butyrolacton, β-Butyrolacton, δ-Valerolacton, α-Methyl-γ-butyrolacton, β-Methyl-γ-butyrolacton, γ-Valerolacton, ε-Caprolacton, Monomethyl-ε-caprolacton, Monoethyl-ε-caprolacton, Monopropyl-ε-caprolacton, Monododecyl-ε-caprolacton, Methoxy-ε-caprolacton, Ethoxy-ε-caprolacton, Cyclohexyl-ε-caprolacton, Phenyl-ε-caprolacton, Benzyl-ε-caprolacton, ξ-Enatholacton, η-Caprylacton oder eine Mischung davon ist.
Polymerisierbare Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die wenigstgens eine photochrome Verbindung ausgewählt ist aus Chromenen, Spiropyranen, Oxazinen, Quecksilberdithizonaten, Fulgiden, Fulgimiden und einer Mischung davon.
Wenigstens teilweise gehärtetes photochromes Polymerisat einer Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
Das wenigstens teilweise gehärtete photochrome Polymerisat nach Anspruch 17, wobei das Polymerisat ein optisches Element ist.