JP6592078B2 - フォトクロミック硬化体の製造方法 - Google Patents
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Description
(a)化合物にフォトクロミック化合物を溶解させ、それを重合させることにより、直接、レンズ等の光学材料を成形する方法。この方法は、練り込み法と呼ばれている。
(b)レンズ等のプラスチック成形品の表面に、フォトクロミック化合物が分散された樹脂層を、コーティング或いは注型重合により設ける方法。この方法は、積層法と呼ばれている。
(c)2枚の光学シ−トを、フォトクロミック化合物が分散された接着材樹脂により形成された接着層により接合すること。この方法は、バインダ−法と呼ばれている。
(I)紫外線を照射する前の可視光領域での着色度(初期着色)が低いこと。
(II)紫外線を照射した時の着色度(発色濃度)が高いこと。
(III)紫外線の照射を止めてから元の状態に戻るまでの速度(退色速度)が速いこと。
(IV)発色〜退色の可逆作用の繰り返し耐久性がよいこと。
(V)保存安定性が高いこと。
(VI)各種の形状に成形し易いこと。
(VII)機械的強度が低下することなく、フォトクロミック性が付与されること。
例えば、前述した練り込み法は、ガラスモ−ルドを使用して安価で大量にフォトクロミックプラスチックレンズを生産できるという利点を有しており、現在、フォトクロミックプラスチックレンズの多くは、この方法により生産されている。
しかしながら、練り込み法ではレンズ基材に強度が要求されるため、フォトクロミック化合物が分散されているマトリックス樹脂の機械的強度を高める必要がある。このため、優れたフォトクロミック性を発現させることが困難となっている。即ち、マトリックス樹脂中に存在するフォトクロミック化合物の分子の自由度が低くなるため、フォトクロミック可逆反応が損なわれてしまうのである。
しかるに、WO2011/125956号の何れの具体例においても、フォトクロミック化合物が配合されている薄い層によりフォトクロミック性を発現させるため、溶解性が低いフォトクロミック化合物を用いた場合には、発色濃度が低くなる傾向があり、さらに、フォトクロミック化合物の耐久性が劣っている場合もあった。
このように、現在の公知の技術では、発色濃度や退色速度の何れかが不満足となる傾向にある。
本発明のさらに他の目的および利点は以下の説明から明らかとなろう。
本発明によれば、(A)イソシアネート基及び/又はイソチオシアネート基を1分子中に2個以上有するポリイソ(チオ)シアネート化合物、(B)水酸基及び/又はチオール基を1分子中に2個以上有するポリ(チ)オール化合物、(C)水酸基またはチオール基を1分子中に1個有するモノ(チ)オール化合物、(D)フォトクロミック化合物ならびに(E)軸分子と該軸分子を包接する複数の環状分子とからなる複合分子構造を有するポリロタキサンを含有するフォトクロミック組成物を硬化させることを特徴とするフォトクロミック硬化体の製造方法が提供される。
(1)前記(A)、(B)及び(C)の合計100質量部に対し、前記(C)を2〜40質量部の範囲で含有すること。
(2)前記ポリロタキサンの環状分子が、シクロデキストリン環であること。
(3)前記ポリロタキサンの軸分子が、両端に嵩高い基を有する鎖状構造であり、且つ該鎖状部分がポリエチレングリコールで形成され、両端の嵩高い基がアダマンチル基であること。
(4)前記環状分子に含まれている環の少なくとも一部に、側鎖が導入されていること。
(5)前記側鎖が、3〜20の数の炭素原子を有する有機鎖が複数回繰り返して形成されていること。
(6)前記側鎖には、重合性官能基が、導入されていること。
(7)前記重合性官能基が、エポキシ基、OH基、SH基、NH2基、エピスルフィド基、チエタニル基、NCO基又はNCS基であること。
(8)前記(1)〜(7)のいずれかのフォトクロミック組成物において(A)成分と(D)成分の予混合物と(B)成分と(C)成分と(E)成分の予混合物の混合物、または(B)成分と(C)成分と(D)成分と(E)成分の予混合物と(A)成分の混合物からなること。
本発明によれば、上記のフォトクロミック組成物を硬化して得られるフォトクロミック硬化体が提供される。
<(A)イソシアネート基及び/又はイソチオシアネート基を1分子中に2個以上有するポリイソ(チオ)シアネート化合物>
本発明のフォトクロミック組成物を構成するイソシアネート基及び/又はイソチオシアネート基を1分子中に2個以上有するポリイソ(チオ)シアネート化合物(以下単に「ポリイソ(チオ)シアネート化合物」とも言う)は、ポリイソ(チオ)シアネート化合物中に2個以上のイソシアネート基及び/又はイソチオシアネート基を有する化合物である。該ポリイソ(チオ)シアネート化合物の内、ポリイソシアネート化合物としては、例えば脂肪族イソシアネート、脂環族イソシアネート、芳香族イソシアネート、含イオウ脂肪族イソシアネート、脂肪族スルフィド系イソシアネート、芳香族スルフィド系イソシアネート、脂肪族スルホン系イソシアネート、芳香族スルホン系イソシアネート、スルホン酸エステル系イソシアネート、芳香族スルホン酸アミド系イソシアネート、含イオウ複素環イソシアネート等が挙げられる。
脂肪族イソシアネート;エチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、2,2’−ジメチルペンタンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ブテンジイソシアネート、1,3−ブタジエン−1,4−ジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,6,11−トリメチルウンデカメチレンジイソシアネート、1,3,6−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、2,5,7−トリメチル−1,8−ジイソシアネート−5−イソシアネートメチルオクタン、ビス(イソシアネートエチル)カーボネート、ビス(イソシアネートエチル)エーテル、1,4−ブチレングリコールジプロピルエーテルω,ω’−ジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル、リジントリイソシアネート、2−イソシアネートエチル−2,6−ジイソシアネートヘキサノエート、2−イソシアネートプロピル−2,6−ジイソシアネートヘキサノエート
芳香族スルホン系イソシアネート;ジフェニルスルホン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルスルホン−3,3’−ジイソシアネート、ベンジリデンスルホン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルメタンスルホン−4,4’−ジイソシアネート、4−メチルジフェニルメタンスルホン−2,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジメトキシジフェニルスルホン−3,3’−ジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジイソシアネートジベンジルスルホン、4,4’−ジメチルジフェニルスルホン−3,3’−ジイソシアネート、4,4’−ジ−tert−ブチルジフェニルスルホン−3,3’−ジイソシアネート、4,4’−ジメトキシベンゼンエチレンジスルホン−3,3’−ジイソシアネート、4,4’−ジクロロジフェニルスルホン−3,3’−ジイソシアネート
スルホン酸エステル系イソシアネート;4−メチル−3−イソシアネートベンゼンスルホニル−4’−イソシアネートフェノールエステル、4−メトキシ−3−イソシアネートベンゼンスルホニル−4’−イソシアネートフェノールエステル
さらに、上記ポリイソシアネートのハロゲン置換体、アルキル置換体、アルコキシ置換体、ニトロ置換体や、多価アルコールとのプレポリマー型変性体、カルボジイミド変性体、ウレア変性体、ビウレット変性体、ダイマー化あるいはトリマー化反応生成物等も使用できる。
脂環族イソチオシアネート;シクロヘキシルイソチオシアネート、シクロヘキサンジイソチオシアネート、2,4−ビス(イソチオシアナトメチル)ノルボルナン、2,5−ビス(イソチオシアナトメチル)ノルボルナン、3,4−ビス(イソチオシアナトメチル)ノルボルナン、3,5−ビス(イソチオシアナトメチル)ノルボルナン
芳香族イソチオシアネート;フェニルイソチオシアネート、1,2−ジイソチオシアネートベンゼン、1,3−ジイソチオシアネートベンゼン、1,4−ジイソチオシアネートベンゼン、2,4−ジイソチオシアネートトルエン、2,5−ジイソチオシアネート−m−キシレンジイソシアネート、4,4’−ジイソチオシアネート−1,1’−ビフェニル、1,1’−メチレンビス(4−イソチオシアネートベンゼン)、1,1’−メチレンビス(4−イソチオシアネート2−メチルベンゼン)、1,1’−メチレンビス(4−イソチオシアネート3−メチルベンゼン)、1,1’−(1,2−エタンジイル)ビス(4−イソチオシアネートベンゼン)、4,4’−ジイソチオシアネートベンゾフェノン、4,4’−ジイソチオシアネート−3,3’−ジメチルベンゾフェノン、ベンズアニリド−3,4’−ジイソチオシアネート、ジフェニルエーテル−4,4’−ジイソチオシアネート、ジフェニルアミン−4,4’−ジイソチオシアネート
カルボニルイソチオシアネート;ヘキサンジオイルジイソチオシアネート、ノナンジオイルジイソチオシアネート、カルボニックジイソチオシアネート、1,3−ベンゼンジカルボニルジイソチオシアネート、1,4−ベンゼンジカルボニルジイソチオシアネート、(2,2’−ビピリジン)−4,4’−ジカルボニルジイソチオシアネート
さらに、イソチオシアネート基のイオウ原子の他に少なくとも1つのイオウ原子を有する多官能のイソチオシアネートも使用することができる。このような多官能イソチオシアネートとしては、以下の化合物を例示することができる。
含イオウ脂肪族イソチオシアネート;チオビス(3−イソチオシアネートプロパン)、チオビス(2−イソチオシアネートエタン)、ジチオビス(2−イソチオシアネートエタン)
含イオウ芳香族イソチオシアネート;1−イソチオシアネート4−{(2−イソチオシアネート)スルホニル}ベンゼン、チオビス(4−イソチオシアネートベンゼン)、スルホニルビス(4−イソチオシアネートベンゼン)、スルフィニルビス(4−イソチオシアネートベンゼン)、ジチオビス(4−イソチオシアネートベンゼン)、4−イソチオシアネート−1−{(4−イソチオシアネートフェニル)スルホニル}−2−メトキシ−ベンゼン、4−メチル−3−イソチオシアネートベンゼンスルホニル−4’−イソチオシアネートフェニルエステル、4−メチル−3−イソチオシアネートベンゼンスルホニルアニリド−3’−メチル−4’−イソチオシアネート
含イオウ複素環イソチオシアネート;チオフェン−2,5−ジイソチオシアネート、1,4−ジチアン−2,5−ジイソチオシアネート
上記(A)成分のポリイソ(チオ)シアネート化合物の好ましい例としては、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、2,5−ビス(イソシアネートメチル)−ビシクロ〔2,2,1〕−ヘプタン、2,6−ビス(イソシアネートメチル)−ビシクロ〔2,2,1〕−ヘプタン、1,2−ビス(2−イソシアナ−トエチルチオ)エタン、キシレンジイソシアネート(o−,m−,p−)、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、および、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートのそれらの混合物から選ばれるのが好ましい。
<(B)水酸基及び/又はチオール基を1分子中に2個以上有するポリ(チ)オール化合物>
本発明のフォトクロミック組成物を構成する水酸基及び/又はチオール基を1分子中に2個以上有するポリ(チ)オール化合物(以下単に「ポリ(チ)オール化合物」とも言う)は、ポリ(チ)オール化合物中に水酸基(OH基)及び/又はチオール基(SH基)を2個以上有する化合物である。該ポリ(チ)オール化合物の内、ポリオール化合物としては、例えば、ジ−、トリ−、テトラ−、ペンタ−、ヘキサ−ヒドロキシ化合物、1分子中に2個以上のOH基を含有するポリエステル(ポリエステルポリオール)、1分子中に2個以上のOH基を含有するポリエーテル(以下ポリエーテルポリオールという)、1分子中に2個以上のOH基を含有するポリカーボネート(ポリカートボネートポリオール)、1分子中に2個以上のOH基を含有するポリカプロラクトン(ポリカプロラクトンポリオール)、1分子中に2個以上のOH基を含有するアクリル系重合体(ポリアクリルポリオール)が代表的である。
ポリエステルポリオール;ポリオールと多塩基酸との縮合反応により得られる化合物
ポリエーテルポリオール;分子中に活性水素含有基を2個以上有する化合物とアルキレンオキサイドとの反応により得られる化合物及びその変性体
ポリカプロラクトンポリオール;ε−カプロラクトンの開環重合により得られる化合物
ポリカーボネートポリオール;低分子ポリオール類の1種類以上のホスゲン化より得られる化合物、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート等を用いてのエステル交換法により得られる化合物
ポリアクリルポリオール;水酸基を含有するアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルとこれらエステルと共重合可能なモノマーとの共重合体により得られる化合物等
含複素環ポリチオール;2−メチルアミノ−4,6−ジチオールsym−トリアジン、2−エチルアミノ−4,6−ジチオールsym−トリアジン、2−アミノ−4,6−ジチオールsym−トリアジン、2−モルホリノ−4,6−ジチオールsym−トリアジン、2−シクロヘキシルアミノ−4,6−ジチオールsym−トリアジン、2−メトキシ−4,6−ジチオールsym−トリアジン、2−フェノキシ−4,6−ジチオールsym−トリアジン、2−チオベンゼンオキシ−4,6−ジチオールsym−トリアジン、2−チオブチルオキシ−4,6−ジチオールsym−トリアジン、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチリルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン
イソシアヌレート基含有ポリチオール;1,2−ビス[(2−メルカプトエチル)チオ]−3−メルカプトプロパン、トリス−{(3−メルカプトプロピオニルオキシ)−エチル}−イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチリルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H、3H、5H)−トリオン、トリス−[(3−メルカプトプロピオニルオキシ)−エチル]−イソシアヌレート
2−メルカプトエタノール、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール、グリセリンジ(メルカプトアセテ−ト)、1−ヒドロキシ−4−メルカプトシクロヘキサン、2,4−ジメルカプトフェノール、2−メルカプトハイドロキノン、4−メルカプトフェノール、1,3−ジメルカプト−2−プロパノール、2,3−ジメルカプト−1−プロパノール、1,2−ジメルカプト−1,3−ブタンジオール、ペンタエリスリトールトリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールモノ(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールビス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールトリス(チオグリコレート)、ペンタエリスリトールペンタキス(3−メルカプトプロピオネート)、ヒドロキシメチル−トリス(メルカプトエチルチオメチル)メタン、1−ヒドロキシエチルチオ−3−メルカプトエチルチオベンゼン、4−ヒドロキシ−4’−メルカプトジフェニルスルホン、2−(2−メルカプトエチルチオ)エタノール、ジヒドロキシエチルスルフィドモノ(3−メルカプトプロピオネート)、ジメルカプトエタンモノ(サリチレート)、ヒドロキシエチルチオメチル−トリス(メルカプトエチルチオ)メタン
また、R1における、アルキル基としては、炭素数1〜10のアルキル基が好ましい。炭素数1〜10のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、イソオクチル基等が挙げられる。
シクロアルキル基としては、炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましい。炭素数3〜8のシクロアルキル基としては、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロオクチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等が挙げられる。
一般にシルセスキオキサン化合物は、ケ−ジ状、ハシゴ状、ランダムといった種々の構造を取ることができる。本発明においては複数の構造からなる混合物を用いることが好ましい。
上記(B)成分のポリ(チ)オール化合物の好ましい例としては、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールプロパントリポリオキシエチレンエーテル(日本乳化剤株式会社製TMP−30)、モノオレイン酸グリセリル(東京化成工業株式会社製モノオレイン、モノエライジン、ポリエチレンポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトプロピオネート)、テトラエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、1,4−ブタンジオールビス(3−メルカプトプロピオネート)、1,6−ヘキサンジオールビス(3−メルカプトプロピオネート)、1,2−ビス[(2−メルカプトエチル)チオ]−3−メルカプトプロパン、2,2−ビス(メルカプトメチル)−1,4−ブタンジチオール、1,4−ビス(メルカプトプロピルチオメチル)ベンゼン、2,5−ビス(メルカプトメチル)−1,4−ジチアン、4−メルカプトメチル−1,8−ジメルカプト−3,6−ジチアオクタン、1,1,1,1−テトラキス(メルカプトメチル)メタン、1,1,3,3−テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、1,1,2,2−テトラキス(メルカプトメチルチオ)エタン、4,6−ビス(メルカプトメチルチオ)−1,3−ジチアン、2−メルカプトメタノール、トリス−{(3−メルカプトプロピオニルオキシ)−エチル}−イソシアヌレートであることが好ましい。特に、モノオレイン酸グリセリルやモノエライジンは、フォトクロミック特性の向上効果が高い。これは、末端部位に重合基を有さない末端フリーなアルキル鎖を有する為、周辺にフレキシブルな空間が形成されるからである。従ってこの空間近傍に存在するフォトクロミック化合物の可逆的な構造変化を、より速やかに生じさせるようになるためフォトクロミック特性(発色濃度、退色速度)に優れたフォトクロミック硬化体を製造することができる。また、これらの効果は例示したポリ(チ)オール化合物以外にも、末端フリーな鎖を有するポリ(チ)オール化合物であれば同様の効果が得られる。
<(C)1分子中に水酸基またはチオール基を1個有するモノ(チ)オール化合物>
本発明のフォトクロミック組成物において、上記(A)、(B)成分に加えて、(C)1分子中に1個の水酸基またはチオール基を有するモノ(チ)オール化合物(以下単に「モノ(チ)オール化合物」とも言う)を用いることが特徴である。本発明のフォトクロミック組成物を硬化させると、ポリイソ(チオ)シアネート化合物とポリ(チ)オール化合物との反応により、(チオ)ウレタン結合を有する網目状構造の剛直な硬化体が得られるが、さらに、上記(C)成分をフォトクロミック組成物に配合することで、片末端フリーな構造を有するモノ(チ)オール化合物が網目状構造に取り込まれるため、モノ(チ)オール化合物の周辺にフレキシブルな空間が形成される。従ってこの空間近傍に存在するフォトクロミック化合物の可逆的な構造変化を、より速やかに生じさせるようになるためフォトクロミック特性(発色濃度、退色速度)に優れたフォトクロミック硬化体を製造することができる。このような本発明のフォトクロミック組成物の機能により、少量のフォトクロミック化合物の使用でも高いフォトクロミック性を発現させることが可能である。従って、溶解性の低いフォトクロミック化合物を用いても実用に十分なフォトクロミック硬化体を得ることが可能である。
1分子中に1個の水酸基化合物;ポリエチレングリコールモノオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオレエート、ポリエチレングリコールモノラウラ−ト、ポリエチレングリコールモノステアラ−ト、ポリエチレングリコールモノ−4−オクチルフェニルエーテル、直鎖状のポリオキシエチレンアルキルエーテル(ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン−2−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル)、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジオレイン酸グリセリル、炭素数5〜30の直鎖状、または枝分かれ状を有する飽和アルキルアルコール
1分子中に1個のチオール化合物;3−メトキシブチルチオグリコレート、2−エチルヘキシルチオグリコレート、2−メルカプトエチルオクタン酸エステル、3−メルカプトプロピオン酸−3−メトキシブチル、3−メルカプトプロピオン酸エチル、3−メルカプトプロピオン酸−2−オクチル、n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート、メチル−3−メルカプトプロピオネート、トリデシル−3−メルカプトプロピオネート、ステアリル−3−メルカプトプロピオネート、炭素数5〜30の直鎖状、または枝分かれ状構造を有する飽和アルキルチオール
さらに、フォトクロミック硬化体の成型性を向上させるため、フォトクロミック組成物の粘度を下げる目的で、低分子量の低粘度(C)と、高分子量の(C)を混合させることも効果的である。
さらに、優れたフォトクロミック硬化体のフォトクロミック特性や硬度を得るための最適な上記(A)、(B)、及び(C)成分の配合割合は、前記(A)、(B)、及び(C)の合計100質量部に対し、(A)を20〜77質量部、(B)を21〜78質量部、(C)を2〜40質量部の範囲で含有することが好ましく、(A)を25〜73質量部、(B)を25〜73質量部、(C)を2〜30質量部の範囲で含有することが好ましく、(A)を30〜69質量部、(B)を29〜68質量部、(C)を2〜25質量部の範囲で含有することがもっとも好ましい。
フォトクロミック性を示すフォトクロミック化合物としては、それ自体公知のものを使用することができ、これらは、1種単独で使用することもできるし、2種以上を併用することもできる。
このようなフォトクロミック化合物として代表的なものは、フルギド化合物、クロメン化合物及びスピロオキサジン化合物であり、例えば、特開平2−28154号公報、特開昭62−288830号公報、WO94/22850号パンフレット、WO96/14596号パンフレット等、多くの文献に開示されている。
本発明においては、公知のフォトクロミック化合物の中でも、発色濃度、初期着色性、耐久性、退色速度などのフォトクロミック性の観点から、インデノ〔2,1−f〕ナフト〔1,2−b〕ピラン骨格を有するクロメン化合物を用いることがより好ましく、特に分子量が540以上のクロメン化合物が、発色濃度及び退色速度に特に優れるため好適に使用される。
以下に示すクロメン化合物は、本発明において特に好適に使用されるクロメン化合物の例である。
本発明のフォトクロミック組成物において、さらにポリロタキサンを含有することがさらに優れたフォトクロミック性を発現する硬化体を製造するために好ましい。ポリロタキサンは公知の化合物であり、図1に示されているように、全体として”1”で示されているポリロタキサン分子は、鎖状の軸分子”2”と環状分子”3”とから形成されている複合分子構造を有している。即ち、鎖状の軸分子”2”を複数の環状分子”3”が包接しており、環状分子”3”が有する環の内部を軸分子”2”が貫通している。従って、環状分子”3”は、軸分子”2”上を自由にスライドし得るのであるが、軸分子”2”の両端には、嵩高い末端基”4”が形成されており、環状分子”3”の軸分子”2”からの脱落が防止されている。
このようにポリロタキサンが有している環状分子”3”は、軸分子”2”上をスライド可能となっているため、この環状分子の周りに空間が形成され、この空間によって、フォトクロミック化合物の可逆的な構造変化が速やかに生じ、この結果、退色速度の向上や発色濃度の向上がもたらされるものと信じられる。さらに、側鎖5が導入された環状分子を導入することにより、柔軟性の高い側鎖近傍に存在するフォトクロミック化合物の可逆的な構造変化を、より速やかに生じさせるようになるためである。このポリロタキサンと、上記記載の1分子中に1個の水酸基、またはチオール基を有するモノ(チ)オール化合物を併用することにより、さらに優れたフォトクロミック特性を発現することが可能である。
上記ポリロタキサンにおいて、軸分子としては、種々のものが知られており、例えば、鎖状部分としては、環状分子が有する環を貫通し得る限りにおいて直鎖状或いは分岐鎖であってよく、一般にポリマーにより形成される。
本発明において、鎖状部分を形成するポリマーとして好適なものは、例えばポリエチレングリコール、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフラン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコールまたはポリビニルメチルエーテルであり、ポリエチレングリコールが最も好適である。
上述した軸分子の分子量は、特に制限されるものではないが、大きすぎると、他の成分との相溶性が悪くなる傾向があり、小さすぎると環状分子の可動性が低下し、フォトクロミック性が低下する傾向がある。このような観点から、軸分子の重量平均分子量Mwは、1,000〜100,000、特に5,000〜80,000、特に好ましくは10,000〜50,000の範囲にあることが好適である。
シクロデキストリン環には、α体(環内径0.45〜0.6nm)、β体(環内径0.6〜0.8nm)、γ体(環内径0.8〜0.95nm)があるが、本発明では、特にα−シクロデキストリン環及びγ−シクロデキストリン環が好ましく、α−シクロデキストリン環が最も好ましい。
上記のような環を有する環状分子は、1つの軸分子に複数個が包接しているが、一般に、軸分子1個当たりに包接し得る環状分子の最大包接数を1としたとき、環状分子の包接数は、0.001乃至0.6、より好ましくは、0.002乃至0.5、さらに好ましくは0.003乃至0.4の範囲にあることが好ましい。環状分子の包接数が多すぎると、一つの軸分子に対して環状分子が密に存在するため、その可動性が低下し、フォトクロミック性が低下する傾向がある。また包接数が少なすぎると、軸分子間の間隙が狭くなり、フォトクロミック化合物分子の可逆反応を許容し得る間隙が減少することとなり、やはりフォトクロミック性が低下する傾向がある。
一つの軸分子に対する環状分子の最大包接数は、軸分子の長さ及び環状分子が有する環の厚みから算出することができる。
例えば、軸分子の鎖状部分がポリエチレングリコールで形成され、環状分子が有する環がα−シクロデキストリン環である場合を例にとると、次のようにして最大包接数が算出される。
即ち、ポリエチレングリコールの繰り返し単位[−CH2−CH2O−]の2つ分がα−シクロデキストリン環1つの厚みに近似する。従って、このポリエチレングリコールの分子量から繰り返し単位数を算出し、この繰り返し単位数の1/2が環状分子の最大包接数として求められる。この最大包接数を1.0とし、環状分子の包接数が前述した範囲に調整されることとなる。
即ち、このような側鎖”5”を環に導入することにより、隣り合う軸分子の間に適度な空間をより確実に形成することができ、フォトクロミック化合物分子の可逆反応を許容し得る間隙を確実に確保することができ、優れたフォトクロミック性を発現させることができる。また、このような側鎖”5”は、ポリロタキサンに疑似架橋構造を形成し、これにより、本発明のフォトクロミック組成物を用いて形成されるフォトクロミック硬化体の機械的強度を向上させることができる。
上記の側鎖は、炭素数が3〜20の範囲にある有機鎖の繰り返し単位により形成されていることが好適であり、このような側鎖の平均重量分子量は、好ましくは200〜10000、より好ましくは250〜8000、さらに好ましくは300〜5,000の範囲にあるのがよく、最も好ましくは、300〜1500の範囲にある。即ち、側鎖が小さ過ぎると、フォトクロミック化合物分子の可逆反応を許容し得る間隙を確保するという機能が不十分となり、側鎖が大き過ぎると、後述するフォトクロミック化合物をポリロタキサンに緊密に混合することが困難となり、結局、ポリロタキサンによって確保される空間を十分に活用することが困難となる傾向にある。
例えば、開環重合により、環状ラクトン、環状エーテル、環状アセタ−ル、環状アミン、環状カーボネート、環状イミノエーテル、環状チオカーボネート等の環状化合物に由来する側鎖を導入することができるが、これらの中でも、入手が容易であり、反応性が高く、さらには大きさ(分子量)の調整が容易であるという観点から、環状エーテル、環状シロキサン、環状ラクトン、環状カーボネートを用いることが好ましい。好適な環状化合物の具体例は、以下のとおりである。
環状エーテル;エチレンオキシド、1,2−プロピレンオキシド、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、1,2−ブチレンオキシド、2,3−ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、オキセタン、3−メチルオキセタン、3,3−ジメチルオキセタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、3−メチルテトラヒドロフラン
環状シロキサン;ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン
4員環ラクトン;β−プロピオラクトン、β−メチルプロピオラクトン、L−セリン−β−ラクトンなど。
5員環ラクトン;γ−ブチロラクトン、γ−ヘキサノラクトン、γ−ヘプタノラクトン、γ−オクタノラクトン、γ−デカノラクトン、γ−ドデカノラクトン、α−ヘキシル−γ−ブチロラクトン、α−ヘプチル−γ−ブチロラクトン、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン、γ−メチル−γ−デカノラクトン、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、α,α−ジメチル−γ−ブチロラクトン、D−エリスロノラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−ノナノラクトン、DL−パントラクトン、γ−フェニル−γ−ブチロラクトン、γ−ウンデカノラクトン、γ−バレロラクトン、2,2−ペンタメチレン−1,3−ジオキソラン−4−オン、α−ブロモ−γ−ブチロラクトン、γ−クロトノラクトン、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、α−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、β−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトンなど。
6員環ラクトン;δ−バレロラクトン、δ−ヘキサノラクトン、δ−オクタノラクトン、δ−ノナノラクトン、δ−デカノラクトン、δ−ウンデカノラクトン、δ−ドデカノラクトン、δ−トリデカノラクトン、δ−テトラデカノラクトン、DL−メバロノラクトン、4−ヒドロキシ−1−シクロヘキサンカルボン酸δ−ラクトン、モノメチル−δ−バレロラクトン、モノエチル−δ−バレロラクトン、モノヘキシル−δ−バレロラクトン、1,4−ジオキサン−2−オン、1,5−ジオキセパン−2−オンなど。
7員環ラクトン;ノンアルキル−ε−カプロラクトン、ジアルキル−ε−カプロラクトン、モノメチル−ε−カプロラクトン、モノエチル−ε−カプロラクトン、モノヘキシル−ε−カプロラクトン、ジメチル−ε−カプロラクトン、ジ−n−プロピル−ε−カプロラクトン、ジ−n−ヘキシル−ε−カプロラクトン、トリメチル−ε−カプロラクトン、トリエチル−ε−カプロラクトン、トリ−n−ε−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、5−ノニル−オキセパン−2−オン、4,4,6−トリメチル−オキセパン−2−オン、4,6,6−トリメチル−オキセパン−2−オン、5−ヒドロキシメチル−オキセパン−2−オンなど。
8員環ラクトン;ζ−エナントラクトンなど。
その他の環状ラクトン;ラクトン、ラクチド、ジラクチド、テトラメチルグリコシド、1,5−ジオキセパン−2−オン、t−ブチルカプロラクトンなど。
上記の環状化合物は、単独で使用するばかりか、複数種を併用することもできる。
本発明において、好適に使用されるものは環状ラクトン及び環状カーボネートであり、ε−カプロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−ブチロラクトン等のラクトンが特に好適であり、もっとも好ましいものはε−カプロラクトンである。
また、ラジカル重合を利用しての側鎖の導入に使用される化合物は、ラジカル重合性化合物であるが、ポリロタキサンの環状分子が有している環は、ラジカル開始点となる活性部位を有していない。このため、ラジカル重合性化合物を反応させるに先立って、環が有している官能基(水酸基)にラジカル開始点を形成するための化合物を反応させて、ラジカル開始点となる活性部位を形成しておく必要がある。
即ち、かかる有機ハロゲン化合物は、環状分子の環が有している官能基との縮合反応により、該環に結合し、ハロゲン原子を含む基(有機ハロゲン化合物残基)が導入される。この有機ハロゲン化合物残基には、ラジカル重合に際して、ハロゲン原子の移動等によりラジカルが生成し、これがラジカル重合開始点となって、ラジカル重合が進行することとなる。
また、上記のようなラジカル重合開始点となる活性部位を有する基(有機ハロゲン化合物残基)は、例えば環が有している水酸基に、アミン、カルボン酸、イソシアネート、イミダゾール、酸無水物などの官能基を有する化合物を反応させ、水酸基以外の他の官能基を導入し、このような他の官能基に前述した有機ハロゲン化合物を反応させて導入することもできる。
また、ラジカル重合により側鎖を導入するために用いるラジカル重合性化合物としては、エチレン性不飽和結合を有する基、例えば、(メタ)アクリル基、ビニル基、スチリル基等の官能基を少なくとも1種有する化合物(以下、エチレン性不飽和モノマーと呼ぶ)が好適に使用される。
アルキル(メタ)アクリレート;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート
ヒドロキシ(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート
シアノ(メタ)アクリレート;シアノエチル(メタ)アクリレート
アミノ系(メタ)アクリレート;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、マレインイミド(メタ)アクリレート
フルオロアルキル(メタ)アクリレート;トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロブチル(メタ)アクリレート
シロキサニル(メタ)アクリレート;トリス(トリメチルシロキサニル)シリルプロピル(メタ)アクリレート
アルキレングリコールポリオール(メタ)アクリレート;エチレングリコール(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート
ビニル塩化合物;4−ビニル安息香酸ナトリウム、p−スチレンスルフォン酸ナトリウム
両性イオン(メタ)アクリレート;2−メトキシアクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]ジメチル(3−スルフォプロピル)アンモニウムハイドロキシド
不飽和モノカルボン酸或いはそのエステル;桂皮酸、クロトン酸
オキシラン化合物;グリシジル(メタ)アクリレート
オキセタン化合物;2−オキセタンメチル(メタ)アクリレート
不飽和ポリカルボン酸(無水物);(無水)マレイン酸、(無水)フマル酸
また、エチレン性不飽和モノマー以外にも、末端エチレン性不飽和結合を有するオリゴマーもしくはポリマー(以下、マクロモノマーと呼ぶ)も使用することができる。
このようなマクロモノマーの主鎖を形成する成分としては、以下のものを例示することができる。
ポリエーテル;ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリテトラメチレンオキシド
ポリエステル;ポリエチレンテレフタレート、ポリカプロラクトン
炭化水素主鎖を有する重合体;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルメチルエーテル、ポリ(メタ)アクリレート
ポリアミド;ポリヘキサメチレンアジパミド
その他の重合体;ポリイミド酸、ポリイミンアミン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリジメチルシロキサン、ポリカーボネート重合体
上記で挙げた各種重合体の共重合体;
このようなラジカル重合性化合物を用いて、前述したラジカル重合開始点が導入された環の存在下でラジカル重合(好ましくは、原子移動ラジカル重合、RAFT重合(可逆的付加−開裂移動連鎖重合)、NMP重合(ニトロキシドを介したラジカル重合)等のリビングラジカル重合)を行い、適宜の範囲に重合度を調整することにより、前述した適度な大きさの側鎖が導入されることとなる。
本発明で用いるポリロタキサンは、(A)、(B)、及び(C)の少なくとも1種類の化合物と重合することで、硬化体中に、ポリロタキサンの空隙中にフォトクロミック化合物が分散された状態で均質に保持され、優れたフォトクロミック性を持続して発現させることができ、しかも、硬化体の機械的強度を高めることができる。よって、ポリロタキサンの側鎖は、水酸基、チオール基、エピスルフィド基、チエタニル基、イソシアネート基、及びチオイソシアネート基なる群から選ばれるのが好ましく、水酸基、チオール基から選ばれるのがもっとも好ましく、水酸基から選ばれるのがもっとも好ましい。
さらに、側鎖導入のために用いる化合物が有している官能基の種類によっては、この側鎖の一部が、他の軸分子が有している環状分子の環の官能基に結合し、架橋構造を形成することもある。
このような重合性官能基は、前述した側鎖を利用して導入されるものであり、側鎖形成用の化合物として、適宜のものを使用することにより導入される。
本発明において、最も好適に使用されるポリロタキサン(E)は、両端にアダマンチル基で結合しているポリエチレングリコールを軸分子とし、α−シクロデキストリン環を有する環状分子とし、さらに、ポリカプロラクトンにより該環に側鎖(末端がOH基)が導入されているものである。
上記記載のポリロタキサン(E)を用いれば、さらに良好なフォトクロミック特性が得られるが、ポリロタキサン(E)が多すぎると、粘度上昇による成型性の低下が見られる。一方、ポリロタキサン(E)が少なすぎるとフォトクロミック特性への寄与が少ない。ポリロタキサン(E)を含んでなるフォトクロミック組成物の最適な配合割合は、前記(A)、(B)、(C)及び(E)の合計100質量部に対し、(A)を20〜77質量部、(B)を20〜77質量部、(C)を2〜40質量部、(E)を1〜30質量部の範囲で含有することが好ましく、(A)を25〜73質量部、(B)を23〜71質量部、(C)を2〜30質量部、(E)を2〜25質量部の範囲で含有することがより好ましく、(A)を30〜70質量部、(B)を26〜66質量部、(C)を2〜25質量部、(E)を2〜20質量部の範囲で含有することがもっとも好ましい。
本発明においては、(A)、(B)、(C)、及び(D)の各成分の他に、屈折率の向上、成型性の向上、硬化体の硬度調整等を目的として、樹脂改質剤(F)、重合硬化促進剤(G)、内部離型剤(H)をさらに含んでよい。これらについて説明する。
本発明においては、得られる硬化体の屈折率の向上や、硬度調整を目的として、樹脂改質剤を添加することが出来る。例えば、エピスルフィド系化合物、チエタニル系化合物、ポリアミン化合物、エポキシ化合物、(メタ)アクリレート化合物を含むオレフィン化合物等が挙げられる。以下に具体例を説明する。
<エピスルフィド系化合物>
エピスルフィド系化合物は、1分子内に2個以上のエピスルフィド基を有している化合物であり、開環重合により硬化する。これらの化合物は、高屈折率化する為に添加されてもよい。このようなエピスルフィド系化合物の具体例としては、以下のものを例示することができる。
ビス(1,2−エピチオエチル)スルフィド、ビス(1,2−エピチオエチル)ジスルフィド、ビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィド、ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)メタン、ビス(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド、ビス(2,3−エピチオプロピルジチオ)メタン、ビス(2,3−エピチオプロピルジチオ)エタン、ビス(6,7−エピチオ−3,4−ジチアヘプチル)スルフィド、ビス(6,7−エピチオ−3,4−ジチアヘプチル)ジスルフィド、1,4−ジチアン−2,5−ビス(2,3−エピチオプロピルジチオメチル)、1,3−ビス(2,3−エピチオプロピルジチオメチル)ベンゼン、1,6−ビス(2,3−エピチオプロピルジチオメチル)−2−(2,3−エピチオプロピルジチオエチルチオ)−4−チアヘキサン、1,2,3−トリス(2,3−エピチオプロピルジチオ)プロパン、1,1,1,1−テトラキス(2,3−エピチオプロピルジチオメチル)メタン、1,3−ビス(2,3−エピチオプロピルジチオ)−2−チアプロパン、1,4−ビス(2,3−エピチオプロピルジチオ)−2,3−ジチアブタン、1,1,1−トリス(2,3−エピチオプロピルジチオ)メタン、1,1,1−トリス(2,3−エピチオプロピルジチオメチルチオ)メタン、1,1,2,2−テトラキス(2,3−エピチオプロピルジチオ)エタン、1,1,2,2−テトラキス(2,3−エピチオプロピルジチオメチルチオ)エタン、1,1,3,3−テトラキス(2,3−エピチオプロピルジチオ)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(2,3−エピチオプロピルジチオメチルチオ)プロパン、2−[1,1−ビス(2,3−エピチオプロピルジチオ)メチル]−1,3−ジチエタン、2−[1,1−ビス(2,3−エピチオプロピルジチオメチルチオ)メチル]−1,3−ジチエタン
チエタニル系化合物は、1分子内に2個以上のチエタニル基を有するチエタン化合物であり、開環重合により硬化する。これらの化合物は、高屈折率化する為に添加されてもよい。このようなチエタニル系化合物の一部は、複数のチエタニル基と共にエピスルフィド基を有するものであり、これは、上記のエピスルフィド系化合物の項に挙げられている。その他のチエタニル系化合物には、分子内に金属原子を有している含金属チエタン化合物と、金属を含んでいない非金属系チエタン化合物とがある。このようなチエタニル系化合物の具体例としては、以下のものを例示することができる。
非金属系チエタン化合物;ビス(3−チエタニル)ジスルフィド、ビス(3−チエタニル)スルフィド、ビス(3−チエタニル)トリスルフィド、ビス(3−チエタニル)テトラスルフィド、1,4−ビス(3−チエタニル)−1,3,4−トリチアブタン、1,5−ビス(3−チエタニル)−1,2,4,5−テトラチアペンタン、1,6−ビス(3−チエタニル)−1,3,4,6−テトラチアヘキサン、1,6−ビス(3−チエタニル)−1,3,5,6−テトラチアヘキサン、1,7−ビス(3−チエタニル)−1,2,4,5,7−ペンタチアヘプタン、1,7−ビス(3−チエタニルチオ)−1,2,4,6,7−ペンタチアヘプタン、1,1−ビス(3−チエタニルチオ)メタン、1,2−ビス(3−チエタニルチオ)エタン、1,2,3−トリス(3−チエタニルチオ)プロパン、1,8−ビス(3−チエタニルチオ)−4−(3−チエタニルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,11−ビス(3−チエタニルチオ)−4,8−ビス(3−チエタニルチオメチル)−3,6,9−トリチアウンデカン、1,11−ビス(3−チエタニルチオ)−4,7−ビス(3−チエタニルチオメチル)−3,6,9−トリチアウンデカン、1,11−ビス(3−チエタニルチオ)−5,7−ビス(3−チエタニルチオメチル)−3,6,9−トリチアウンデカン、2,5−ビス(3−チエタニルチオメチル)−1,4−ジチアン、2,5−ビス[[2−(3−チエタニルチオ)エチル]チオメチル]−1,4−ジチアン、2,5−ビス(3−チエタニルチオメチル)−2,5−ジメチル−1,4−ジチアン、ビスチエタニルスルフィド、ビス(チエタニルチオ)メタン、3−[<(チエタニルチオ)メチルチオ>メチルチオ]チエタン、ビスチエタニルジスルフィド、ビスチエタニルトリスルフィド、ビスチエタニルテトラスルフィド、ビスチエタニルペンタスルフィド、1,4−ビス(3−チエタニルジチオ)−2,3−ジチアブタン、1,1,1−トリス(3−チエタニルジチオ)メタン、1,1,1−トリス(3−チエタニルジチオメチルチオ)メタン、1,1,2,2−テトラキス(3−チエタニルジチオ)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−チエタニルジチオメチルチオ)エタン
このチエタン化合物は、分子内に、金属原子として、Sn原子、Si原子、Ge原子、Pb原子等の14族の元素;Zr原子、Ti原子等の4族の元素;Al原子等の13族の元素;またはZn原子等の12族の元素;などを含んでいるものであり、例えば、特に好適に使用されるのは、以下の化合物である。
アルキルチオ(チエタニルチオ)スズ;メチルチオトリス(チエタニルチオ)スズ、エチルチオトリス(チエタニルチオ)スズ、プロピルチオトリス(チエタニルチオ)スズ、イソプロピルチオトリス(チエタニルチオ)スズ
ビス(アルキルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ;ビス(メチルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ、ビス(エチルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ、ビス(プロピルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ、ビス(イソプロピルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ
アルキルチオ(アルキルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ;エチルチオ(メチルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ、メチルチオ(プロピルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ、イソプロピルチオ(メチルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ、エチルチオ(プロピルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ、エチルチオ(イソプロピルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ、イソプロピルチオ(プロピルチオ)ビス(チエタニルチオ)スズ
ビス(チエタニルチオ)環状ジチオスズ化合物;ビス(チエタニルチオ)ジチアスタンネタン、ビス(チエタニルチオ)ジチアスタンノラン、ビス(チエタニルチオ)ジチアスタンニナン、ビス(チエタニルチオ)トリチアスタンノカン
アルキル(チエタニルチオ)スズ化合物;メチルトリス(チエタニルチオ)スズ、ジメチルビス(チエタニルチオ)スズ、ブチルトリス(チエタニルチオ)スズ、テトラキス(チエタニルチオ)スズ、テトラキス(チエタニルチオ)ゲルマニウム、トリス(チエタニルチオ)ビスマス
ポリアミン化合物は、一分子中にNH2基を2つ以上有している化合物であり、ポリイソシアネートとの反応でウレア結合形成される、ポリイソチオシアネートとの反応でチオウレア結合を形成する。これらのモノマーは硬度調整の為に添加されてもよい。その具体例としては、以下の化合物を挙げることができる。
エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、メタキシレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、プトレシン、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、ジエチレントリアミン、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、メラミン、1,3,5−ベンゼントリアミン
エポキシ化合物は、重合性基として、分子内にエポキシ基を有するものであり、開環重合により硬化する。これらの化合物は、屈折率の調整やレンズ硬度の調整の為に添加されてもよい。このようなエポキシ系化合物は、大きく分けて、脂肪族エポキシ化合物、脂環族エポキシ化合物及び芳香族エポキシ化合物に分類され、その具体例としては、以下のものを例示することができる。
脂肪族エポキシ化合物;エチレンオキシド、2−エチルオキシラン、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、2,2’−メチレンビスオキシラン、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、テトラエチレングリコールジグリシジルエーテル、ノナエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ノナプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールテトラグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのジグリシジルエーテル、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリグリシジルエーテル
脂環族エポキシ化合物;イソホロンジオールジグリシジルエーテル、ビス−2,2−ヒドロキシシクロヘキシルプロパンジグリシジルエーテル
芳香族エポキシ化合物;レゾールシンジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、オールトフタル酸ジグリシジルエステル、フェノールノボラックポリグリシジルエーテル、クレゾールノボラックポリグリシジルエーテル
また、上記以外にも、エポキシ基と共に、分子内に硫黄原子を有するエポキシ系化合物も使用することができる。このような含硫黄原子エポキシ系化合物は、特に屈折率向上に寄与するものであり、鎖状脂肪族系及び環状脂肪族系のものがあり、その具体例は、次のとおりである。
鎖状脂肪族系含硫黄原子エポキシ系化合物;ビス(2,3−エポキシプロピル)スルフィド、ビス(2,3−エポキシプロピル)ジスルフィド、ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)メタン、1,2−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)エタン、1,2−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)プロパン、1,3−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)プロパン、1,3−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)−2−メチルプロパン、1,4−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)ブタン、1,4−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)−2−メチルブタン、1,3−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)ブタン、1,5−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)ペンタン、1,5−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)−2−メチルペンタン、1,5−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)−3−チアペンタン、1,6−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)ヘキサン、1,6−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)−2−メチルヘキサン、3,8−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)−3,6−ジチアオクタン、1,2,3−トリス(2,3−エポキシプロピルチオ)プロパン、2,2−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)−1,3−ビス(2,3−エポキシプロピルチオメチル)プロパン、2,2−ビス(2,3−エポキシプロピルチオメチル)−1−(2,3−エポキシプロピルチオ)ブタン
環状脂肪族系含硫黄原子エポキシ系化合物;1,3−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)シクロヘキサン、1,4−ビス(2,3−エポキシプロピルチオ)シクロヘキサン、1,3−ビス(2,3−エポキシプロピルチオメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(2,3−エポキシプロピルチオメチル)シクロヘキサン、2,5−ビス(2,3−エポキシプロピルチオメチル)−1,4−ジチアン、2,5−ビス[<2−(2,3−エポキシプロピルチオ)エチル>チオメチル]−1,4−ジチアン、2,5−ビス(2,3−エポキシプロピルチオメチル)−2,5−ジメチル−1,4−ジチアン
(メタ)アクリレート化合物を含むオレフィン化合物は、重合性基として、分子内にラジカル重合性基を有するものであり、ラジカル重合により硬化する。これらの化合物は、レンズ硬度の調整に用いることができる。その具体例としては、以下のものを例示することができる。
(メタ)アクリレート化合物;エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレングリコールビスグリシジルアクリレート、エチレングリコールビスグリシジルメタクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAジメタクリレート、2,2−ビス(4−アクリロキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−メタクリロキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−メタクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−メタクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシジプロポキシフェニル)プロパン、ビスフェノールFジアクリレート、ビスフェノールF ジメタクリレート、1,1−ビス(4−アクロキシエトキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−メタクリロキシエトキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−メタクリロキシジエトキシフェニル)メタン、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート、グリセロールジアクリレート、グリセロールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、メチルチオアクリレートメチルチオメタクリレート、フェニルチオアクリレート、ベンジルチオメタクリレート、キシリレンジチオールジアクリレート、キシリレンジチオールジメタクリレート、メルカプトエチルスルフィドジアクリレート、メルカプトエチルスルフィドジメタクリレート、2官能ウレタンアクリレート、2官能ウレタンメタクリレート
アリル化合物;アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、ジアリルテレフタレート、ジアリルイソフタレート、ジアリルカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、メトキシポリエチレングリコールアリルエーテル
ビニル化合物;αメチルスチレン、αメチルスチレンダイマー、スチレン、クロロスチレン、メチルスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ジビニルベンゼン、3,9−ジビニルスピロビ(m−ジオキサン)
本発明のフォトクロミック組成物においては、上述した化合物の種類に応じて、その重合硬化を速やかに促進させるために各種の重合硬化促進剤を使用することができる。
例えば、水酸基、及びチオール基とNCO基、及びNCS基との反応に用いる場合には、ウレタン或いはウレア用反応触媒や縮合剤が重合硬化促進剤として使用される。
エピスルフィド系化合物、チエタニル系、エポキシ系化合物が使用された場合は、エポキシ硬化剤やエポキシ基を開環重合させるためのカチオン重合触媒が重合硬化促進剤として使用される。
(メタ)アクリル基を含むオレリン系が含まれている場合は、ラジカル重合開始剤が重合硬化促進剤として使用される。
<ウレタン或いはウレア用反応触媒>
この反応触媒は、ポリイソ(チオ)シアネートと、ポリオール又はポリチオールとの反応によるポリ(チオ)ウレタン結合生成において用いられる。これらの重合触媒は3級アミン類およびこれらに対応する無機または有機塩類、ホスフィン類、4級アンモニウム塩類、4級ホスホニウム塩類、ルイス酸類、または有機スルホン酸を挙げることが出来る。この具体例としては、以下のものを例示することができる。また、選択する上述の化合物の種類により、触媒活性が高すぎる場合は、3級アミンとルイス酸を混合して用いることにより触媒活性を抑えることが可能である。
3級アミン類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリエチルアミン、ヘキサメチレンテトラミン、N,N−ジメチルオクチルアミン、N,N,N′,N′−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン、4,4′−トリメチレンビス(1−メチルピペリジン)、1,8−ジアザビシクロ−(5,4,0)−7−ウンデセン
ホスフィン類;トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリ−n−プロピルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリベンジルホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,2−ビス(ジメチルホスフィノ)エタン
4級アンモニウム塩類;テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド
4級ホスホニウム塩類;テトラメチルホスホニウムブロマイド、テトラブチルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムブロマイド
ルイス酸;トリフェニルアルミ、ジメチルスズジクロライド、ジメチルスズビス(イソオクチルチオグリコレート)、ジブチルスズジクロライド、ジブチルチンジラウレート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズマレエートポリマー、ジブチルスズジリシノレート、ジブチルスズビス(ドデシルメルカプチド)、ジブチルスズビス(イソオクチルチオグリコレート)、ジオクチルスズジクロライド、ジオクチルスズマレエート、ジオクチルスズマレエートポリマー、ジオクチルスズビス(ブチルマレエート)、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジリシノレート、ジオクチルスズジオレエート、ジオクチルスズジ(6−ヒドロキシ)カプロエート、ジオクチルスズビス(イソオクチルチオグリコレート)、ジドデシルスズジリシノレート、各種金属塩、例えば、オレイン酸銅、アセチルアセトン酸銅、アセチルアセトン酸鉄、ナフテン酸鉄、乳酸鉄、クエン酸鉄、グルコン酸鉄、オクタン酸カリウム、チタン酸2−エチルヘキシル
有機スルホン酸;メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸
縮合剤としての具体例は、以下のものを例示することができる。
無機酸;塩化水素、臭化水素、硫酸やリン酸等
有機酸;p−トルエンスルホン酸、カンファ−スルホン酸等
酸性イオン交換樹脂;アンバーライト、アンバーリスト等
カルボジイミド;ジシクロヘキシルカルボジイミド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノピロリル)−カルボジイミド
エポキシ硬化剤としての具体例は、以下のものを例示することができる。
アミン化合物及びその塩;2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7−トリメチルアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエチルアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール
4級アンモニウム塩;テトラメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムブロミド
有機ホスフィン化合物;テトラ−n−ブチルホスホニウムベンゾトリアゾレート、テトラ−n−ブチルホスホニウム−0,0−ジエチルホスホロジチオエート
金属カルボン酸塩;クロム(III)トリカルボキシレート、オクチル酸スズ
アセチルアセトンキレート化合物;クロムアセチルアセトナート
カチオン重合触媒としての具体例は、以下のものを例示することができる。
ルイス酸系触媒;BF3・アミン錯体、PF5、BF3、AsF5、SbF5等
熱硬化性カチオン重合触媒;ホスホニウム塩や4級アンモニウム塩、スルホニウム塩、ベンジルアンモニウム塩、ベンジルピリジニウム塩、ベンジルスルホニウム塩、ヒドラジニウム塩、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル、アミンイミド
紫外硬化性カチオン重合触媒;ジアリールヨードニウムヘキサフロオロホスフェート、ヘキサフルオロアンチモン酸ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウム
重合開始剤には、熱重合開始剤があり、その具体例は以下のとおりである。
ジアシルパーオキサイド;ベンゾイルパーオキサイド、p−クロロベンゾイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド
アセチルパーオキサイドパーオキシエステル;t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート、t−ブチルパーオキシネオデカネート、クミルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオキシベンゾエート
パ−カーボネート;ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート
アゾ化合物;アゾビスイソブチロニトリル
上述した各種の重合硬化促進剤(G)は、それぞれ、1種単独でも、2種以上を併用することもできるが、その使用量は、所謂触媒量でよく、例えば、上記(A)、(B)、及び(C)の合計100質量部に対して、0.001〜10質量部、特に0.01〜5質量部の範囲の少量でよい。フォトクロミック組成物として(E)成分を含んでなる場合は、上記(A)、(B)、(C)、及び(E)の合計100質量部に対して、0.001〜10質量部、特に0.01〜5質量部の範囲の少量でよい。
本発明において用いられる内部離型剤の例としては、離型性の効果があり樹脂の透明性などの物性を損なわないものであればいずれでも使用可能であるが、好ましくは界面活性剤が使用される。その中でも、リン化合物の界面活性剤が好ましく、さらに、(チオ)リン酸エステル系、(チオ)ホスホン酸エステル系、(チオ)ホスフィン酸エステル系界面活性剤が好ましい。その他にも亜リン酸エステル等も好適に使用が可能である。ここでいう内部離型剤は、前述の各種触媒のうち離型効果を示すものをも含み、例えば4級アンモニウム塩類および4級ホスホニウム塩類をも含むことがある。これら内部離型剤は、モノマーとの組合せ、重合条件、経済性、取り扱いの容易さより適宜選ばれる。(チオ)リン酸エステル系、(チオ)ホスホン酸エステル系、(チオ)ホスフィン酸エステル系、及び、亜リン酸エステル系の内部離型剤の具体例は、以下のとおりである。
リン酸モノ−n−ブチル、リン酸モノ−2−エチルヘキシル、リン酸モノ−n−オクチル、リン酸モノ−n−ブチル、ビス(2−エチルヘキシル)ホスフェート、リン酸ジ(2−エチルヘキシル)、リン酸ジ−n−オクチル、リン酸ジ−n−ブチル、ジチオリン酸O,O−ジメチル、ジチオリン酸O,O−ジエチル、ジチオリン酸O,O−ビス(2−エチルヘキシル)、チオリン酸O,O−ジメチル、チオリン酸O,O−ジエチル、チオリン酸O,O−ビス(2−エチルヘキシル)、チオメトン、ジスルホトン、ジチオリン酸O,O−ジエチルS−メチル、ジプロピルホスフィン酸、SC有機化学株式会社製で、ホスホン酸エステルのChelex H−8、Chelex H−12、ChelexH−18D、リン酸エステルのPhoslexA−8、PhoslexA−10、PhoslexA−12、PhoslexA−13、PhoslexA−18、(チオ)リン酸エステルのPhoslexDT−8、亜リン酸エステルのChelex TDP、Chelex OL、城北化学工業株式会社製で、リン酸エステルのJP−506H、JP−512、JP−524R、亜リン酸エステルのJP−312L、JP−333E、JP−318−O
等が挙げられる。上述した各種の内部離型剤(H)は、それぞれ、1種単独でも、2種以上を併用することもできるが、その使用量は少量でよく、例えば(A)、(B)、及び(C)の合計100質量部に対して0.001質量部〜10質量部の量で用いることが出来る。フォトクロミック組成物として(E)成分を含んでなる場合は、(A)、(B)、(C)、及び(E)の合計100質量部に対して0.001質量部〜10質量部の量で用いることが出来る。
本発明のフォトクロミック組成物には、本発明の効果を損なわない範囲でそれ自体公知の各種配合剤、例えば、紫外線吸収剤、帯電防止剤、赤外線吸収剤、紫外線安定剤、酸化防止剤、着色防止剤、帯電防止剤、蛍光染料、染料、顔料、香料等の各種安定剤、添加剤、溶剤、レベリング剤、さらには、t−ドデシルメルカプタン等のチオール類を重合調整剤として、必要に応じて配合することができる。
中でも、紫外線安定剤を使用するとフォトクロミック化合物の耐久性を向上させることができるために好適である。このような紫外線安定剤としては、ヒンダ−ドアミン光安定剤、ヒンダ−ドフェノール酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などが知られている。特に好適な紫外線安定剤は、以下の通りである。
ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケ−ト、旭電化工業(株)製アデカスタブLA−52、LA−57、LA−62、LA−63、LA−67、LA−77、LA−82、LA−87、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチル−フェノール、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、チバ・スペシャリティ−・ケミカルズ社製のIRGANOX1010、1035、1075、1098、1135、1141、1222、1330、1425、1520、259、3114、3790、5057、565、245
このような紫外線安定剤の使用量は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されるものではないが、通常、(A)、(B)、及び(C)の合計100質量部に対して、0.001質量部〜10質量部、特に0.01質量部〜1質量部の範囲である。フォトクロミック組成物として(E)成分を含んでなる場合は、(A)、(B)、(C)、及び(E)の合計100質量部に対して0.001質量部〜10質量部、特に0.01質量部〜1質量部の範囲である。特にヒンダードアミン光安定剤を用いる場合、フォトクロミック化合物の種類によって耐久性の向上効果に差がある結果、調整された発色色調の色ズレが生じないようにするため、フォトクロミック化合物(B)1モル当り、0.5〜30モル、より好ましくは1〜20モル、さらに好ましくは2〜15モルの量とするのがよい。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属塩;アルカリ金属(リチウム、ナトリウム及びカリウム等)又はアルカリ土類金属(マグネシウム及びカルシウム等)と、有機酸[炭素数1〜7のモノ又はジカルボン酸(ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸及びコハク酸等)、炭素数1〜7のスルホン酸(メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸及びp−トルエンスルホン酸等)及びチオシアン酸]との塩、及び前記有機酸と無機酸[ハロゲン化水素酸(塩酸及び臭化水素酸等)、過塩素酸、硫酸、硝酸及びリン酸等)]の塩等
4級アンモニウム塩;アミジニウム(1−エチル−3−メチルイミダゾリウム等)又はグアニジウム(2−ジメチルアミノ−1,3,4−トリメチルイミダゾリニウム等)と、前記有機酸又は無機酸との塩等
界面活性剤;しょ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、アルキルグリコシド、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、高級脂肪酸塩(石けん)、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、(モノ)アルキルリン酸エステル塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、Nメチルビスヒドロキシエチルアミン脂肪酸エステル・塩酸塩、アルキルアミノ脂肪酸塩、アルキルベタイン、アルキルアミンオキシド等
イオン性液体;1,3−エチルメチルイミダゾリウムビストリフルオロメタンスルホンイミド、1,3−エチルメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−エチルピリジニウムビストリフルオロメタンスルホンイミド、1−エチルピリジニウムテトラフルオロボレート、1−エチルピリジニウムヘキサフルオロフォスフェート、1−メチルピラゾリウムビストリフルオロメタンスルホンイミド等
上述した本発明のフォトクロミック組成物では、練り込み法によってフォトクロミック硬化体に重合する。このフォトクロミック硬化体のフォトクロミック性を発現させる場合には、(A)成分、(B)成分、及び(C)成分の合計100質量部に対して、0.0001〜10質量部の量でフォトクロミック化合物(D)が使用され、好ましくは、0.001〜2質量部、もっとも好ましくは0.001〜1質量部の量で使用するのが好適である。フォトクロミック組成物として(E)成分を含んでなる場合は、(A)、(B)、(C)、及び(E)の合計100質量部に対して0.0001〜10質量部の量でフォトクロミック化合物(D)が使用される。
さらに、本発明においては、フォトクロミック性向上効果を最大限に発揮させるためには、水酸基及びチオール基と、イソシアネート基及びチオイソシアネート基の官能基のモル比が、イソシアネート基及びチオイソシアネート基1モル当り、水酸基及びチオール基の量で0.8〜1.2モル、特に0.85〜1.15モル、最も好ましくは、0.9〜1.1モルの範囲とするのがよい。
本発明のフォトクロミック組成物は、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分および必要により、(E)成分を含むその他の成分を、一緒に混合して調製することができ、また予めこれらの成分の複数の成分を予め混合して予混合物とし、その後その予混合物と残余成分あるいは別の予混合物と混合して調製することもできる。
本発明のフォトクロミック組成物の調製法としては、
(1)(A)成分と(D)成分の予混合物と(B)成分と(C)成分の予混合物とをそれぞれ予め調製し、次いでこれらの予混合物を混合する方法 および
(2)(B)成分と(C)成分と(D)成分の予混合物を予め調製し、次いでこの予混合物を(A)成分と混合する方法
が好ましい。また、(E)成分を用いる場合には、(E)成分は、上記(1)および(2)の方法において、(B)成分を含有する予混合物中に予め混合しておく方法が好ましい。
さらに、(G)成分の重合硬化促進剤を使用する場合にも、(G)成分は、上記方法において、(B)成分を含有する予混合物中に予め混合しておく方法が好ましい。
上記の如く、予混合物を調製しておくことにより、本発明のフォトクロミック組成物が(A)成分および場合により含有される(G)成分の存在により硬化反応が望む前に必要以上に進むことを防止し、(A)成分および(G)成分を他の成分と分離しておくことで、安定的に再現することを可能とする。
それ故、本発明によれば、
(1)(A)成分と(D)成分の予混合物1と(B)成分と(C)成分の予混合物2との組合せ、または上記(B)成分と(C)成分と(D)成分の予混合物3と上記(A)成分の組合せ、あるいは
(2)上記予混合物2または上記予混合物3が(E)軸分子と該軸分子を包接する複数の環状分子とからなる複合分子構造を有するポリロタキサンをさらに含有する組合せ、
からなる、フォトクロミック硬化体を製造するための組合せ組成物が同様に提供される。
なお、予混合物に、上記した(A)〜(D)、(E)および(G)成分の他に、前記した(F)成分等のその他の成分を含有せしめる場合には、他の成分との反応性を考慮して適宜好適な予混合物中に含有せしめればよい。また、その場合、他の成分を独立とし、予混合物中に含有せしめずに用いることもできる。
本発明のフォトクロミック組成物は、フォトクロミック硬化体を作製するための重合硬化は、熱、または必要に応じて、紫外線、α線、β線、γ線等の活性エネルギ−線の照射、あるいは両者の併用等により、ラジカル重合、開環重合、アニオン重合或いは縮重合を行うことにより、行われる。即ち、形成されるフォトクロミック硬化体の形態に応じて、適宜の重合手段を採用すればよい。
本発明のフォトクロミック組成物を熱重合させるに際しては、特に温度が得られるフォトクロミック硬化体の性状に影響を与える。この温度条件は、熱重合開始剤の種類と量や化合物の種類によって影響を受けるので一概に限定はできないが、一般的に比較的低温で重合を開始し、ゆっくりと温度を上げていく方法が好適である。重合時間も温度と同様に各種の要因によって異なるので、予めこれらの条件に応じた最適の時間を決定するのが好適であるが、一般には、2〜48時間で重合が完結するように条件を選ぶのが好ましい。フォトクロミック積層シ−トを得る場合には、重合性官能基同士の反応が進行する温度で重合し、その際、目的とする分子量になるように最適な温度と時間を決定することが好ましい。
上述した重合硬化を利用しての練り込み法によりフォトクロミック性を発現させる場合には、エストラマーガスケット又はスペーサーで保持されているガラスモールド間に、上記のフォトクロミック組成物を注入し、十分に脱泡した後に、重合硬化促進剤の種類に応じて、空気炉中での加熱や紫外線等の活性エネルギー線照射によっての注型重合によって、レンズ等の光学材料の形態に成形されたフォトクロミック硬化体を得ることができる。
かかる方法によれば、直接、フォトクロミック性が付与された眼鏡レンズ等が得られる。上述した本発明のフォトクロミック組成物は、発色濃度や退色速度等に優れたフォトクロミック性を発現させることができ、しかも、機械的強度等の特性を低減させることもなく、フォトクロミック性が付与された光学基材、例えばフォトクロミックレンズの作成に有効に利用される。
また、本発明のフォトクロミック組成物により形成されるフォトクロミック硬化体は、その用途に応じて、分散染料などの染料を用いる染色、シランカップリング剤やケイ素、ジルコニウム、アンチモン、アルミニウム、スズ、タングステン等のゾールを主成分とするハードコート剤を用いてのハードコート膜の作成、SiO2、TiO2、ZrO2等の金属酸化物の蒸着による薄膜形成、有機高分子を塗布しての薄膜による反射防止処理、帯電防止処理等の後加工を施すことも可能である。
(A)1分子中にイソシアネート基及び/又はイソチオシアネート基を2個以上有するポリイソ(チオ)シアネート化合物;
XDI:m−キシレンジイソシアネート
IPDI:イソホロンジイソシアネート
NBDI:(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5(2,6)−ジイル)ビスメチレンジイソシアネート
NCO−1:1,2−ビス(2−イソシアネートエチルチオ)エタン
ポリオール;
PL1:旭化成ケミカルズ株式会社製デュラノール
(ポリカーボネートジオール、数平均分子量500)
PL2:旭化成ケミカルズ株式会社製デュラノール
(ポリカーボネートジオール、数平均分子量800)
TMP:トリメチロールプロパン
ポリチオール;
TMMP:トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)
PEMP:ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)
DPMP:ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトプロピオネート)
EGMP−4:テトラエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)
SH−1:1,2−ビス[(2−メルカプトエチル)チオ]−3−メルカプトプロパン
SQ107:荒川化学工業株式会社製コンポセランSQ107(シルセスキオキサン型チオール)
monool:東京化成工業株式会社製モノオレイン(モノオレイン酸グリセリル)
DTMP:ジトリメチロールプロパン
TMP−30:日本乳化剤株式会社製トリメチロールプロパントリポリオキシエチレンエーテル
1−BO:1−ブタノール(Mw=74)
1−HO:ヘキサノール(Mw=102)
1−EO:1−エイコサノール(Mw=299)
PELE23:ポリオキシエチレンラウリルエーテル(n≒23、Mw=1198)
PGME2:ポリエチレングリコールモノオレイルエーテル(n≒2、Mw=352)
PGME10:ポリエチレングリコールモノオレイルエーテル(n≒10、Mw=668)
PGMS25:ポリエチレングリコールモノステアラ−ト(n≒25、Mw=1386)
1−DT:1−ドデカンチオール(Mw=204)
n−OMP:n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート(Mw=218)
SMP:ステアリル−3−メルカプトプロピオネート(Mw=359)
MP−70:花王株式会社製ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル(Mw=439)
PC1:
RX−1:側鎖にヒドロキシル基を有する側鎖の分子量が平均で約600、重量平均分子量が700000のポリロタキサン
RX−2:側鎖にヒドロキシル基を有する側鎖の分子量が平均で約300、重量平均分子量が170000のポリロタキサン
上記に記載の(E)成分のRX−1の調整方法を以下に記す。
(1−1)PEG−COOHの調製;
軸分子形成用のポリマーとして、分子量20000の直鎖状ポリエチレングリコール(PEG)を用意した。
下記処方;
PEG 10g
TEMPO(2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシラジカル) 100mg
臭化ナトリウム 1g
により、各成分を水100mLに溶解させた。
この溶液に、市販の次亜塩素酸ナトリウム水溶液(有効塩素濃度5%)5mLを添加し、室温で10分間撹拌した。その後、エタノールを最大5mLまでの範囲で添加して反応を終了させた。そして、50mLの塩化メチレンを用いた抽出を行った後、塩化メチレンを留去し、250mLのエタノールに溶解させてから、−4℃の温度で12時間かけて再沈させ、PEG−COOHを回収し、乾燥した。
上記で調製されたPEG−COOH 3gおよびα−シクロデキストリン(α−CD)12gを、それぞれ、70℃の温水50mLに溶解させ、得られた各溶液を混合し、よく振り混ぜた。次いで、この混合溶液を、4℃の温度で12時間再沈させ、析出した包接錯体を凍結乾燥して回収した。その後、室温でジメチルホルムアミド(DMF)50mlに、アダマンタンアミン0.13gを溶解した後、上記の包接錯体を添加して速やかによく振り混ぜた。続いてBOP試薬(ベンゾトリアゾール1−イル−オキシ−トリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート)0.38gをDMFに溶解した溶液をさらに添加して、よく振り混ぜた。さらにジイソプロピルエチルアミン0.14mlをDMFに溶解させた溶液を添加してよく振り混ぜてスラリー状の試薬を得た。上記で得られたスラリー状の試薬を4℃で12時間静置した。その後、DMF/メタノール混合溶媒(体積比1/1)50mlを添加、混合、遠心分離を行なって上澄みを捨てた。さらに、上記DMF/メタノール混合溶液による洗浄を行った後、メタノールを用いて洗浄、遠心分離を行い、沈殿物を得た。得られた沈殿物を真空乾燥で乾燥させた後、50mLのDMSOに溶解させ、得られた透明な溶液を700mLの水中に滴下してポリロタキサンを析出させた。析出したポリロタキサンを遠心分離で回収し、真空乾燥させた。さらにDMSOに溶解、水中で析出、回収、乾燥を行い、精製ポリロタキサンを得た。このときのα−CDの包接量は0.25である。
ここで、包接量は、DMSO−d6にポリロタキサンを溶解し、1H−NMR測定装置(日本電子製JNM−LA500)により測定し、以下の方法により算出した。
ここで、X,Y及びX/(Y−X)は、以下の意味を示す。
X:4〜6ppmのシクロデキストリンの水酸基由来プロトンの積分値
Y:3〜4ppmのシクロデキストリン及びPEGのメチレン鎖由来プロトンの積分値
X/(Y−X):PEGに対するシクロデキストリンのプロトン比
先ず、理論的に最大包接量1の時のX/(Y−X)を予め算出し、この値と実際の化合物の分析値から算出されたX/(Y−X)を比較することにより包接量を算出した。
上記で精製されたポリロタキサン500mgを1mol/LのNaOH水溶液50mLに溶解し、プロピレンオキシド3.83g(66mmol)を添加し、アルゴン雰囲気下、室温で12時間撹拌した。次いで、1mol/LのHCl水溶液を用い、上記のポリロタキサン溶液を、pHが7〜8となるように中和し、透析チューブにて透析した後、凍結乾燥し、ヒドロキシプロピル化ポリロタキサンを得た。
尚、ヒドロキシプロピル基による環状分子のOH基への修飾度は0.5であった。得られたヒドロキシプロピル化ポリロタキサン5gを、ε−カプロラクトン30gに80℃で溶解させた混合液を調製した。この混合液を、乾燥窒素をブローさせながら110℃で1時間攪拌した後、2−エチルヘキサン酸錫(II)の50wt%キシレン溶液0.16gを加え、130℃で6時間攪拌した。その後、キシレンを添加し、不揮発濃度が約35質量%の側鎖を導入したポリカプロラクトン修飾ポリロタキサンキシレン溶液を得た。
上記で調製されたポリカプロラクトン修飾ポリロタキサンキシレン溶液をヘキサン中に滴下し、回収し、乾燥することにより、重合性の官能基としてOH基を有する側鎖修飾ポリロタキサン(E)を得た。得られたヒドロキシプロピル化ポリロタキサンは、1H−NMRおよびGPCで同定し、所望の構造を有するヒドロキシプロピル化ポリロタキサンであることを確認した。
このポリロタキサン(RX−1)の物性は以下の通りであった。
側鎖の修飾度:0.5
側鎖の分子量:平均で約600
ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):700000
軸分子形成用のポリマーを、分子量10000の直鎖状ポリエチレングリコール(PEG)を用い、また、ε−カプロラクトンを15gとした以外はRX−1と同様に調整し、RX−2を得た。このポリロタキサン(RX−2)の物性は以下の通りであった。
側鎖の修飾度:0.5
側鎖の分子量:平均で約300
ポリロタキサン重量平均分子量Mw(GPC):170000
(F)樹脂改質剤;
F−1:ビス(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド
(G)重合硬化促進剤;
ウレタン或いはウレア用反応触媒;
DBTD:ジブチルチンジラウレート
(H)内部離型剤;
DBP:ジ−n−ブチル錫
A−12:SC有機化学株式会社製ラウリルアシッドホスフェイト(リン酸エステル)
DT−8:SC有機化学株式会社製ジ(2−エチルヘキシル)ジチオリン酸(チオリン酸エステル)
その他の配合
安定剤;
HALS:ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケ−ト(分子量508)
IRG245:チバ・スペシャリティ−・ケミカルズ社製のIRGNOX245(ビス[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオン酸][エチレンビス(オキシエチレン)])
下記処方により、各成分を混合して均一液(フォトクロミック組成物)を調製した。各配合量を表1に示す。
処方;
(A)ポリイソシアネート化合物:XDI 45質量部
(B)ポリ(チ)オール化合物:PEMP 37質量部
(C)モノ(チ)オール化合物:PGME10 18質量部
(D)フォトクロミック化合物:PC1 0.04質量部
(G)硬化促進剤:DBTD 0.1質量%(混合物の全量に対して)
(H)内部離型剤:DBP: 0.1質量%(混合物の全量に対して)
上記のフォトクロミック組成物を用い、練り込み法にてフォトクロミック硬化体を得た。重合方法は、以下に示す。
即ち、前記均一液を十分に脱泡した後、離型処理を施したガラスモ−ルドとエチレン−酢酸ビニル共重合体からなるガスケットで構成された鋳型よりなるモ−ルド型に注入した。ついで、30℃から95℃まで徐々に昇温しながら、15時間かけて硬化させた。重合終了後、フォトクロミック硬化体を鋳型のガラス型から取り外した。得られたフォトクロミック硬化体は、最大吸収波長595nm、発色濃度0.63、退色速度57秒であった。また、フォトクロミック組成物のハンドリング性や得られたフォトクロミック硬化体の成型性も良好であった。さらに、得られたフォトクロミック硬化体のLスケ−ルロックウェル硬度(HL)は75であった。尚、最大吸収波長、発色濃度、退色速度、Lスケ−ルロックウエル硬度、成形性、ハンドリング性の評価に関しては以下のようにして行った。
(1)最大吸収波長(λmax):(株)大塚電子工業製の分光光度計(瞬間マルチチャンネルフォトディテクタ−MCPD1000)により求めた発色後の最大吸収波長である。該最大吸収波長は発色時の色調に関係する。
(2)発色濃度{ε(120)−ε(0)}:前記最大吸収波長における、120秒間光照射した後の吸光度{ε(120)}と光照射前の吸光度ε(0)との差。この値が高いほどフォトクロミック性が優れているといえる。また屋外で発色させたとき発色色調を目視により評価した。
(3)退色速度〔t1/2(sec.)〕:120秒間光照射後、光の照射を止めたときに、試料の前記最大吸収波長における吸光度が{ε(120)−ε(0)}の1/2まで低下するのに要する時間。この時間が短いほどフォトクロミック性が優れているといえる。
(4)Lスケ−ルロックウエル硬度(HL):上記硬化体を25℃の室内で1日保持した後、明石ロックウエル硬度計(形式:AR−10)を用いて、フォトクロミック硬化体のLスケ−ルロックウエル硬度を測定した。
(5)成型性:成型したフォトクロミック硬化体の光学歪みを目視にて観察した。以下の基準で評価した。
1:光学歪みがないもの
2:光学歪みがレンズの半分以下の一部分にみられるもの
3:光学歪みがレンズの半分に見られるもの
4:光学歪みがレンズ全体にみられるもの
(6)ハンドリング性:レンズモールドに注型する際のハンドリング性を以下の基準で判断した。
1:問題なくレンズモールドに注型できるもの
2:粘度は高いが問題なくレンズモールドに注型できるもの
3:粘度が高く、扱いにくいが、レンズモールドに注型可能なもの
4:粘度が高く、レンズモールドに注型不可能なもの
表1に示した組成のフォトクロミック組成物を用いた以外は、実施例1と同様な方法でフォトクロミック硬化体を作製し、評価を行なった。なお、(F)、(G)、(H)、及び〈その他の成分〉は、(A)、(B)、(C)、及び(E)の全量100質量部に対して添加した質量%を示している。結果を表2に示した。比較例1の退色速度は、発色濃度が低すぎて測定不可能であった。
下記処方により、各成分を混合して均一液(フォトクロミック組成物)を調製した。各配合量を表1に示す。
処方;
(A)ポリイソシアネート化合物:NBDI 54質量部
(B)ポリ(チ)オール化合物:PL1 23質量部、TMP 17質量部
(C)モノ(チ)オール化合物:PGME2 6質量部
(D)フォトクロミック化合物:PC1 0.04質量部
(H)内部離型剤:DBP: 0.1質量%(混合物の全量に対して)
上記のフォトクロミック組成物を用い、練り込み法にてフォトクロミック硬化体を得た。重合方法は、以下に示す。
まず、(A)成分と(D)成分の予混合物と(B)成分、(C)成分と(H)成分の予混合物とをそれぞれ予め調製した。(A)成分と(D)成分を混合する際は、室温で攪拌混合を行い、(B)成分、(C)成分と(H)成分を混合する際は90度で攪拌混合を行った。次いでこれらの予混合物を室温で混合し、均一液にした後、前記均一液を十分に脱泡した。その後、離型処理を施したガラスモ−ルドとエチレン−酢酸ビニル共重合体からなるガスケットで構成された鋳型よりなるモ−ルド型に注入した。ついで、30℃から95℃まで徐々に昇温しながら、15時間かけて硬化させた。重合終了後、フォトクロミック硬化体を鋳型のガラス型から取り外した。得られたフォトクロミック硬化体は、最大吸収波長578nm、発色濃度0.45、退色速度100秒であった。また、フォトクロミック組成物のハンドリング性や得られたフォトクロミック硬化体の成型性も良好であった。さらに、得られたフォトクロミック硬化体のLスケ−ルロックウェル硬度(HL)は100であった。
表3に示した組成のフォトクロミック組成物を用い、(E)成分に関しては、(B)成分、(C)成分と(H)成分と予混合物とした以外は、実施例25と同様な方法でフォトクロミック硬化体を作製し、評価を行なった。(F)、(G)、及び〈その他の成分〉は、(A)、(B)、(C)、及び(E)の全量100質量部に対して添加した質量%を示している。結果を表4に示した。
上記のようなフォトクロミック性の発現は、フォトクロミック化合物、ポリイソ(チオ)シアネート化合物、ポリ(チ)オール化合物と共に1分子中に1個の水酸基、またはチオール基を有するモノ(チ)オール化合物を使用していることによるものであるが、この理由について、本発明者等は次のように考えている。
即ち、ポリイソ(チオ)シアネート化合物とポリ(チ)オール化合物を反応させることで、(チオ)ウレタン結合を有する網目状構造が形成され、硬度の良好な硬化体が得られるが、さらに、1分子中に1個の水酸基、またはチオール基を有するモノ(チ)オール化合物をフォトクロミック組成物に配合することで、片末端フリーな構造を有するモノ(チ)オール化合物が網目状構造に取り込まれ、モノ(チ)オール化合物の周辺に網目状構造の一部を欠いた、すなわちフレキシブルな空間が形成される。従ってこの空間近傍に存在する、フォトクロミック化合物の可逆的な構造変化を、より速やかに生じさせるようになるため、退色速度の向上や発色濃度の向上がもたらされるものと信じられる。このような本発明のフォトクロミック組成物の機能により、少量のフォトクロミック化合物の使用でも高いフォトクロミック性を発現させることが可能である。従って、溶解性の低いフォトクロミック化合物を用いても実用に十分なフォトクロミック硬化体を得ることが可能である。
さらに、モノ(チ)オール化合物を添加することにより、フォトクロミック組成物の粘度を減少させることが可能であり、注型の際のハンドリング性能を向上させることが出来、成型性が向上されたと考えられる。
Claims (11)
- (A)イソシアネート基及び/又はイソチオシアネート基を1分子中に2個以上有するポリイソ(チオ)シアネート化合物と、
(B)水酸基及び/又はチオール基を1分子中に2個以上有するポリ(チ)オール化合物と、
(C)水酸基、またはチオール基を1分子中に1個有するモノ(チ)オール化合物と、
(D)フォトクロミック化合物と、
(E)軸分子と該軸分子を包接する複数の環状分子とからなる複合分子構造を有するポリロタキサン、
を含有するフォトクロミック組成物を硬化せしめることを特徴とするフォトクロミック硬化体の製造方法。 - フォトクロミック組成物が前記(A)、(B)、及び(C)の合計100質量部に対し、前記(C)を2〜40質量部の範囲で含有する請求項1記載のフォトクロミック硬化体の製造方法。
- 前記ポリロタキサンの環状分子がシクロデキストリン環である請求項1または2記載のフォトクロミック硬化体の製造方法。
- 前記ポリロタキサンの軸分子が、両端に嵩高い基を有する鎖状構造であり、且つ
該鎖状部分がポリエチレングリコールで形成され、両端の嵩高い基がアダマンチル基である請求項1〜3のいずれかに記載のフォトクロミック硬化体の製造方法。 - 前記ポリロタキサンの前記環状分子に、側鎖が導入されている請求項1〜4のいずれかに記載のフォトクロミック硬化体の製造方法。
- 前記側鎖が、炭素原子数3〜20の有機鎖の繰返し単位により形成されている請求項5記載のフォトクロミック硬化体の製造方法。
- 前記側鎖が重合性官能基を有する請求項5または6記載のフォトクロミック硬化体の製造方法。
- 前記重合性官能基が、エポキシ基、OH基、SH基、NH2基、エピスルフィド基、チエタニル基、NCO基又はNCS基である請求項7記載のフォトクロミック硬化体の製造方法。
- 前記フォトクロミック組成物が(A)成分と(D)成分の予混合物と(B)成分と(C)成分と(E)成分の予混合物の混合物、または(B)成分と(C)成分と(D)成分と(E)成分の予混合物と(A)成分の混合物からなる請求項1〜8のいずれかに記載のフォトクロミック硬化体の製造方法。
- (A)1分子中にイソシアネート基及び/又はイソチオシアネート基を2個以上有するポリイソ(チオ)シアネート化合物と(D)フォトクロミック化合物の予混合物1と、
(B)1分子中に水酸基及び/又はチオール基を2個以上有するポリ(チ)オール化合物と(C)1分子中に水酸基、またはチオール基を1個有するモノ(チ)オール化合物と(E)軸分子と該軸分子を包接する複数の環状分子とからなる複合分子構造を有するポリロタキサンの予混合物2
との組合せ、または上記(B)成分と(C)成分と(D)成分と(E)成分の予混合物3と上記(A)成分の組合せ、
からなる、フォトクロミック硬化体を製造するための組合せ組成物。 - 請求項10に記載の組合せ組成物の硬化体であるフォトクロミック硬化体。
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EP3527610A4 (en) * | 2016-10-17 | 2020-06-17 | Advanced Softmaterials Inc. | SPHERICAL POWDER CONTAINING A SHAPED CROSSLINKED BODY HAVING A POLYROTAXANE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
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EP3919584A4 (en) * | 2019-01-30 | 2022-09-28 | Mitsui Chemicals, Inc. | METHOD FOR PRODUCTION OF A POLYMERIZABLE COMPOSITION FOR AN OPTICAL MATERIAL |
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CN1223724A (zh) * | 1996-07-23 | 1999-07-21 | 康宁股份有限公司 | 用于光致变色制品的稳定基体 |
DE60139683D1 (de) * | 2000-04-28 | 2009-10-08 | Toudai Tlo Ltd | Verbindung enthaltend vernetzte polyrotaxane |
US6773108B2 (en) | 2001-03-21 | 2004-08-10 | Invicta Corporation | Lens with photochromic elastomer film and method of making it |
JP2003048942A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Nof Corp | プラスチックレンズ用単量体組成物、レンズの製造方法およびレンズ |
US20040138401A1 (en) | 2002-11-05 | 2004-07-15 | Nina Bojkova | High impact poly (urethane urea) polysulfides |
JP2003245899A (ja) | 2002-02-22 | 2003-09-02 | Tama Tlo Kk | 生体機能分子の光駆動方法およびマイクロ−ナノマシン |
US6810975B2 (en) * | 2002-05-23 | 2004-11-02 | Westerngaco A.S. | Suspension system for a tracked vehicle |
FR2886840B1 (fr) * | 2005-06-10 | 2007-07-20 | Oreal | Composition cosmetique anhydre contenant un polyrotaxane reticule et une huile |
FR2886841B1 (fr) * | 2005-06-10 | 2007-07-20 | Oreal | Produit cosmetique comprenant deux compositions distinctes dont l'une contient un polyrotaxane reticule. |
US7907346B2 (en) * | 2007-03-16 | 2011-03-15 | Transitions Optical, Inc. | Photochromic materials and photochromic compositions and articles including the same |
MX2010004056A (es) | 2007-12-13 | 2010-05-03 | Tokuyama Corp | Composicion fotocromica curable. |
JP4988067B2 (ja) | 2009-11-06 | 2012-08-01 | 三井化学株式会社 | ポリチオウレタン系光学材料用内部離型剤の製造方法、ポリチオウレタン系光学材料用内部離型剤およびそれを含む重合性組成物 |
US8658725B2 (en) * | 2010-03-02 | 2014-02-25 | Advanced Softmaterials Inc. | Material having cross-linked polyrotaxane, and method for producing same |
EP2554624B1 (en) * | 2010-04-01 | 2014-11-05 | Tokuyama Corporation | Photochromic curable composition |
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