JP7540625B2 - 光学材料、光学材料用重合性組成物、プラスチックレンズ、アイウェア及び光学センサー - Google Patents
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Description
特許文献8及び9には、フタロシアニン色素とウレタン樹脂又はポリチオウレタン樹脂とからなる遠赤外線カットレンズが開示されている。
このように、近赤外線吸収剤を用いた光学材料においては、近赤外線カット効果と意匠性とはトレードオフの関係にあった。
<2> 最大吸収波長における透過率が80%以下である<1>に記載の光学材料。
<3> 厚さ2mmにおいて、800nm~950nmの波長領域の範囲内で透過率曲線の極小値を有し、前記極小値が0.05%以上80%以下である<1>又は<2>に記載の光学材料。
<4> 厚さ2mmにおける視感透過率が70%以上である<1>~<3>のいずれか1つに記載の光学材料。
<5> 前記近赤外線吸収剤が、3質量ppm~5質量ppmのトルエン溶液で測定された可視光吸収分光スペクトルにおいて、840nm~930nmの間にピークを有し、前記ピークのピーク頂点における吸光係数が1.10×105ml/g・cm以上であり、前記ピークのピーク頂点における吸光度の1/4の吸光度におけるピーク幅が100nm以下であり、かつ前記ピークのピーク頂点における吸光度の1/2の吸光度におけるピーク幅が55nm以下であり、かつ前記ピークのピーク頂点における吸光度の2/3の吸光度におけるピーク幅が40nm以下の範囲である<1>~<4>のいずれか1つに記載の光学材料。
<6> 前記近赤外線吸収剤を3質量ppm以上90質量ppm以下含む<1>~<5>のいずれか1つに記載の光学材料。
<7> 前記近赤外線吸収剤は、2種以上の化合物からなる<1>~<6>のいずれか1つに記載の光学材料。
<8> 前記(チオ)ウレタン樹脂は、ポリイソシアネート化合物由来の構成単位と、ポリチオール化合物由来の構成単位及びポリオール化合物由来の構成単位の少なくとも一方とからなり、前記ポリイソシアネート化合物は、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、m-キシリレンジイソシアネート、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、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、及び1,5-ペンタメチレンジイソシアネートからなる群から選択される少なくとも1種であり、前記ポリチオール化合物は、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、5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、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)、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)、2,5-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ジチアン、1,1,3,3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、4,6-ビス(メルカプトメチルチオ)-1,3-ジチアン、及び2-(2,2-ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)-1,3-ジチエタンからなる群から選択される少なくとも1種であり、前記ポリオール化合物は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,2-シクロペンタンジオール、1,3-シクロペンタンジオール、1,2-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジオール及び1,4-シクロヘキサンジオールからなる群から選択される少なくとも1種である<1>~<7>のいずれか1つに記載の光学材料。
<9> 前記エピスルフィド樹脂は、エピスルフィド化合物由来の構成単位からなるか、又は、エピスルフィド化合物由来の構成単位とポリチオール化合物由来の構成単位とからなり、
前記エピスルフィド化合物は、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)ジスルフィド、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、及び、ビス(2,3-エピチオプロピルチオ)メタンからなる群から選択される少なくとも1種であり、前記ポリチオール化合物は、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、5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、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)、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)、2,5-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ジチアン、1,1,3,3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、4,6-ビス(メルカプトメチルチオ)-1,3-ジチアン、及び2-(2,2-ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)-1,3-ジチエタンからなる群から選択される少なくとも1種である<1>~<7>のいずれか1つに記載の光学材料。
<10> ポリカーボネート樹脂及び重合性化合物の少なくとも一方と、下記式(I)で表される化合物、下記式(II)で表される化合物、及び、下記式(III)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種である近赤外線吸収剤と、を含み、前記重合性化合物は、ポリイソシアネート化合物と、ポリチオール化合物及びポリオール化合物の少なくとも一方との組み合わせ、エピスルフィド化合物、及び、エピスルフィド化合物とポリチオール化合物との組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つを含む光学材料用重合性組成物。
<11> 前記ポリイソシアネート化合物は、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、m-キシリレンジイソシアネート、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、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、及び1,5-ペンタメチレンジイソシアネートからなる群から選択される少なくとも1種であり、前記ポリチオール化合物は、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、5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、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)、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)、2,5-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ジチアン、1,1,3,3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、4,6-ビス(メルカプトメチルチオ)-1,3-ジチアン、及び2-(2,2-ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)-1,3-ジチエタンからなる群から選択される少なくとも1種であり、前記ポリオール化合物は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,2-シクロペンタンジオール、1,3-シクロペンタンジオール、1,2-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジオール及び1,4-シクロヘキサンジオールからなる群から選択される少なくとも1種である<10>に記載の光学材料用重合性組成物。
<12> 前記近赤外線吸収剤を3質量ppm以上90質量ppm以下含む<10>又は<11>に記載の光学材料用重合性組成物。
<13> 前記近赤外線吸収剤は、2種以上の化合物からなる<10>~<12>のいずれか1つに記載の光学材料用重合性組成物。
<14> 前記エピスルフィド化合物は、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)ジスルフィド、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、及び、ビス(2,3-エピチオプロピルチオ)メタンからなる群から選択される少なくとも1種である<10>~<13>のいずれか1つに記載の光学材料用重合性組成物。
<15> <1>~<9>のいずれか1つに記載の光学材料を含むプラスチックレンズ。
<16> <15>に記載のプラスチックレンズを備えるアイウェア。
<17> <15>に記載のプラスチックレンズを備える光学センサー。
本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において、各成分の量は、各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、複数種の物質の合計量を意味する。
本開示において、「(チオ)ウレタン」とはウレタン又はチオウレタンを意味する。
本開示の光学材料は、ポリカーボネート樹脂、(チオ)ウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である樹脂と、下記式(I)で表される化合物、下記式(II)で表される化合物、及び、下記式(III)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種である近赤外線吸収剤と、を含み、厚さ2mmで測定した場合のCIE1976(L*,a*,b*)色空間において、a*が-0.8以上10以下であり、L*が70以上である。
本開示の光学材料用いることで、例えば、近赤外線により高温となった眼の水晶体を紫外線、高エネルギー可視光線等が通過することにより、白内障が進行することを抑制することが期待される。
本開示の光学材料は、厚さ2mmで測定した場合のCIE1976(L*,a*,b*)色空間において、a*が-0.8以上10以下であり、L*が70以上である。
本開示の光学材料は、色味を良好にして意匠性を向上させる観点から、厚さ2mmで測定したCIE1976(L*,a*,b*)色空間において、a*が-0.7以上8以下であることが好ましく、-0.5以上7以下であることがより好ましい。
また、本開示の光学材料は、色味を良好にして意匠性を向上させる観点から、厚さ2mmで測定したCIE1976(L*,a*,b*)色空間において、L*が80以上であることが好ましく、85以上であることがより好ましく,88以上であることがさらに好ましい。
本開示の光学材料は、色味を良好にして意匠性を向上させる観点から、厚さ2mmで測定したCIE1976(L*,a*,b*)色空間において、b*が-5以上20以下であることが好ましく、-2以上15以下であることがより好ましい。
なお、CIE1976(L*,a*,b*)色空間は、分光測色計(例えばコニカミノルタ社製CM-5)を用いて測定することができる。
なお、黄色度(YI)は、分光測色計(例えばコニカミノルタ社製CM-5)を用いて測定することができる。
本開示の光学材料は、優れた意匠性を維持しつつ、近赤外線カット率が高くすることができる。上記近赤外線カット率の高さの程度としては、λmaxにおける透過率を指標とすることができる。即ち、λmaxにおける透過率が低い程、近赤外線カット率が高いことを意味する。
本開示の光学材料は、優れた意匠性を維持しつつ、λmaxにおける透過率を80%以下とすることが可能である。
上記と同様の観点から、本開示の光学材料は、λmaxにおける透過率が74%以下であることがより好ましく、65%以下であることがさらに好ましい。
本開示の光学材料において、厚さ2mmにおける波長840nm~950nmの光線透過率は、0.05%以上80%以下であってもよく、好ましくは5%以上65%以下であり、さらに好ましくは10%以上55%以下である。
本開示の光学材料としては、厚さ2mmにおいて、800nm~950nmの波長領域の範囲内で透過率曲線の極小値を有し、前記極小値が0.05%以上80%以下であることが好ましく、前記極小値が0.05%以上75%以下であることがより好ましく、前記極小値が0.05%以上73%以下であることがさらに好ましい。
また、本開示の光学材料は、厚さ2mmにおける視感透過率が70%以上であることが好ましい。本開示の光学材料は、濁りや着色が抑制されており意匠性に優れることから、厚さ2mmにおける視感透過率を70%以上とすることが可能である。
本開示の光学材料は、厚さ2mmにおける視感透過率が75%以上であることがより好ましい。
本開示の光学材料は、式(I)で表される化合物、式(II)で表される化合物、及び、式(III)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種である近赤外線吸収剤を含む。
これによって、光学材料の近赤外線カット率を向上させることができる。
本開示において、オキシ金属は、3価若しくは4価の置換金属以外のオキシ金属を指す。
クロロエチル基、ブロモエチル基、トリフルオロメチル基などのハロゲノアルキル基;
メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基などのアルコキシアルキル基;
ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基などのヒドロキシアルキル基;
ヒドロキシエトキシエチル基、ヒドロキシエトキシエトキシエチル基などのヒドロキシポリエーテル基;
メトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシエチル基、プロポキシエトキシエチル基、ブトキシエトキシエチル基などのアルコキシポリエーテル基;等が例示される。
上記公知の方法としては、例えば、特開平11-152416号公報に記載の方法が挙げられる。
クロロエチル基などのハロゲノアルキル基;
メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基などのアルコキシアルキル基;等が例示される。
シクロペンタンカルボニル基、6-クロロヘキサノイル基、6-ブロモヘキサノイル基、トリフルオロアセチル基、ペンタフルオロプロピオニル基、パーフルオロオクタノイル基などのハロゲノアルキルカルボニル基;
メトキシアセチル基などのアルコキシアルキルカルボニル基;等が例示される。
また、式(III)におけるMの好ましい具体例は、式(I)におけるMの好ましい具体例と同様の具体例が挙げられる。
広い近赤外線領域において高いカット率を実現するために、上記(1)及び(2)の特性を有する近赤外線吸収剤を組み合わせて用いることができる。
なお、Pmaxとは、ピーク中で最大吸光係数を示す点を指す。
上記同様の観点から、式(II)で表される化合物の質量平均分子量が、900以上5000以下であることが好ましく、1200以上2000以下であることがより好ましい。 上記同様の観点から、式(III)で表される化合物の中心金属Mを除く質量平均分子量が、900以上5000以下であることが好ましく、1200以上2000以下であることがより好ましい。
これにより、広い領域で近赤外線を効率よくカットすることができる。
なお、本開示において、近赤外線吸収剤の含有量とは、本開示の光学材料の全質量に対する近赤外線吸収剤の含有量を表す。
本開示の光学材料は、ポリカーボネート樹脂、(チオ)ウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である樹脂を含む。
これらは単独又は2種類以上から選択されて使用されてもよい。
なお、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は通常10000~100000、好ましくは10000~400000である。
また、ポリカーボネート樹脂としては、市販品を用いてもよく、例えば、パンライト(帝人株式会社製)、ユーピロン(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製)、ノバレックス(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製)、SDポリカ(住友ポリカーボネート株式会社製)等が挙げられる。
エピスルフィド樹脂は、エピスルフィド化合物由来の構成単位からなるか、又は、エピスルフィド化合物由来の構成単位とポリチオール化合物由来の構成単位とからなることが好ましい。
本開示の光学材料用重合性組成物は、ポリカーボネート樹脂及び重合性化合物の少なくとも一方と、式(I)で表される化合物、式(II)で表される化合物、及び、式(III)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種である近赤外線吸収剤と、を含み、上記重合性化合物は、ポリイソシアネート化合物と、ポリチオール化合物及びポリオール化合物の少なくとも一方との組み合わせ、エピスルフィド化合物、及び、エピスルフィド化合物とポリチオール化合物との組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つを含む。
ポリカーボネート樹脂及び近赤外線吸収剤としては、上述のポリカーボネート樹脂及び近赤外線吸収剤で挙げた具体例と同様の具体例を挙げることができる。
本開示の光学材料用重合性組成物における重合性化合物は、(1)ポリイソシアネート化合物と、ポリチオール化合物及びポリオール化合物の少なくとも一方との組み合わせ、(2)エピスルフィド化合物、又は、(3)エピスルフィド化合物とポリチオール化合物との組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つを含む。
上記ポリイソシアネート化合物としては、脂肪族イソシアネート化合物、脂環族イソシアネート化合物、芳香族イソシアネート化合物、複素環イソシアネート化合物、芳香脂肪族イソシアネート化合物等が挙げられ、1種又は2種以上混合して用いられる。これらのイソシアネート化合物は、二量体、三量体、プレポリマーを含んでもよい。これらのイソシアネート化合物としては、WO2011/055540号に例示された化合物を挙げることができる。
2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、m-キシリレンジイソシアネート、及び1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンからなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、
2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン及び2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタンからなる群から選択される少なくとも1種であることがさらに好ましい。
上記ポリチオール化合物は、2以上のメルカプト基を有する化合物であり、WO2016/125736号に例示された化合物を挙げることができる。
本開示において、樹脂に対する近赤外線吸収剤の溶解性を向上させる観点から、上記ポリチオール化合物は、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、5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、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)、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)、2,5-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ジチアン、1,1,3,3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、4,6-ビス(メルカプトメチルチオ)-1,3-ジチアン、及び2-(2,2-ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)-1,3-ジチエタンからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、
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、5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、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)、及びペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)からなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
また、重合性化合物として、上記(3)であるエピスルフィド化合物とポリチオール化合物との組み合わせを含む場合には、樹脂に対する近赤外線吸収剤の溶解性を向上させる観点から、上記ポリイソシアネート化合物は、5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカンからなる群から選択される少なくとも1種であることがさらに好ましい。
上記ポリオール化合物は、1種以上の脂肪族又は脂環族アルコールであり、具体的には、直鎖又は分枝鎖の脂肪族アルコール、脂環族アルコール、これらアルコールとエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ε-カプロラクトンを付加させたアルコール等
が挙げられ、具体的にはWO2016/125736号に例示された化合物を用いることができる。
上記エピスルフィド化合物としては、エピチオエチルチオ化合物、鎖状脂肪族の2,3-エピチオプロピルチオ化合物、環状脂肪族の2,3-エピチオプロピルチオ化合物、芳香族の2,3-エピチオプロピルチオ化合物、鎖状脂肪族の2,3-エピチオプロピルオキシ化合物、環状脂肪族の2,3-エピチオプロピルオキシ化合物、芳香族の2,3-エピチオプロピルオキシ化合物等が挙げられ、1種又は2種以上混合して用いられる。これらのエピスルフィド化合物としては、WO2015/137401号に例示された化合物を挙げることができる。
任意の添加剤として、重合触媒、内部離型剤、ブルーイング剤、紫外線吸収剤などを挙げることができる。本開示において、ポリウレタン及びポリチオウレタンを得る際には、重合触媒を用いてもよいし、用いなくてもよい。
ノン、2-ヒドロキシ-4-アクリロイルオキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-アクリロイルオキシ-5-tert-ブチルベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-アクリロイルオキシ-2’,4’-ジクロロベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、
光学材料用組成物は、上記の成分を所定の方法で混合することにより得ることができる。
組成物中の各成分の混合順序や混合方法は、各成分を均一に混合することができれば特に限定されず、公知の方法で行うことができる。
本開示の光学材料は、本開示の光学材料用組成物を重合硬化して得ることができる。
光学材料の用途としては、プラスチック眼鏡レンズ、ゴーグル、視力矯正用眼鏡レンズ、撮像機器用レンズ、液晶プロジェクター用フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、コンタクトレンズ、光学センサー用レンズ(例えば赤外線センサー用レンズ)、赤外線カメラ用レンズ、サングラスやファッションレンズ等のアイウェアなどの各種プラスチックレンズ、発光ダイオード(LED)用封止材、光導波路、光学レンズや光導波路の接合に用いる光学用接着剤、光学レンズなどに用いる近赤外線吸収膜、液晶表示装置部材(基板、導光板、フィルム、シートなど)に用いる透明性コーティング又は車のフロントガラスやバイクのヘルメットの風防、透明性基板等を挙げることができる。なお、本開示の光学材料は、紫外線吸収剤を含むことができる。光学材料としては、プラスチックレンズ、光学センサー用レンズ(例えば赤外線センサー用レンズ)、赤外線カメラ用レンズ、アイウェア、これらの光学レンズなどに用いる近赤外線吸収膜などが好ましい。
上記の中でも、光学材料の用途としては、本開示の光学材料を含むプラスチックレンズが好ましく、上記プラスチックレンズを備えるアイウェア及び上記プラスチックレンズを備える光学センサー用レンズがより好ましく、上記プラスチックレンズを備える赤外線センサーがさらに好ましい。
以下、光学材料の好ましい態様であるプラスチックレンズについて詳細に説明する。
本開示におけるプラスチックレンズは、本開示の光学材料を含むプラスチックレンズであってもよい。
プラスチックレンズとしては、以下の構成を挙げることができる。
(a)本開示の光学材料用組成物からなるレンズ基材を備えるプラスチックレンズ
(b)レンズ基材(ただし、本開示の光学材料用組成物から得られるレンズ基材を除く)表面の少なくとも一方の面上に、本開示の光学材料用組成物からなるフィルム又はコーティング層を備えるプラスチックレンズ
(c)本開示の光学材料用組成物からなるフィルムの両面上に、レンズ基材(ただし、本開示の光学材料用組成物から得られるレンズ基材を除く)が積層されているプラスチックレンズ
本開示においては、これらのプラスチックレンズを好適に用いることができる。
以下、それぞれの実施形態について説明する。
本開示の光学材料用組成物からなるレンズ基材を備えるプラスチックレンズを製造する方法は、特に限定されないが、好ましい製造方法としてレンズ注型用鋳型を用いた注型重合が挙げられる。レンズ基材は、ポリウレタン樹脂、ポリチオウレタン樹脂又はエピスルフィド樹脂から構成することができ、近赤外線吸収剤と、これらの樹脂のモノマー(光学材料用樹脂モノマー)とを含む本開示の光学材料用組成物を用いることができる。
本開示におけるプラスチックレンズは、レンズ基材表面の少なくとも一方の面上に、本開示の光学材料用組成物からなるフィルム又は層を備えてもよい。レンズ基材は、本開示の光学材料用組成物から形成されたものでなくてもよく、種々のレンズ基材を用いることができる。
レンズ基材は、公知の光学用樹脂から得ることができ、光学用樹脂としては種々のものを用いることができる。
本開示の光学材料用組成物からなるフィルム又はシートを、レンズ基材の面上に貼り合わせる方法は公知の方法を用いることができる。
本開示におけるプラスチックレンズは、本開示の光学材料用組成物からなるフィルムの両面上に、レンズ基材(本開示の光学材料用組成物から得られるレンズ基材を除く)が積層されてもよい。
本開示の光学材料用組成物からなるフィルム又はシートを、レンズ基材の面上に貼り合わせる方法は公知の方法を用いることができる。
上記(c-2)の方法は具体的に以下のように行うことができる。
本開示のプラスチックレンズを用いて、プラスチック眼鏡レンズを得ることができる。なお、必要に応じて、片面又は両面にコーティング層を施して用いてもよい。
ハードコート層は、レンズ表面に耐擦傷性、耐摩耗性、耐湿性、耐温水性、耐熱性、耐候性等機能を与えることを目的としたコーティング層である。
測定機器として、島津製作所製 島津分光光度計 UV-1800を使用し、2mm厚
の平板レンズを用いて紫外-可視光スペクトルを測定し、透過率曲線を得た。得られた光透過率をもとに視感透過率を算出した。
なお、平板レンズの視感透過率が75%以上である場合、上記平板レンズは、例えば、夜間の自動車運転時に視認性を確保できることを意味する。
また、λmaxにおける透過率が低い程、赤外線カット率が高い。
分光測色計(コニカミノルタ社製CM-5)を用いて、2mm厚の平板レンズのCIE1976(L*,a*,b*)表色系におけるL*,a*,b*を測定した。
[YIの測定方法]
2mm厚の平板レンズをコニカミノルタ社製の分光測色計CM-5でYIを測定した。
2mm厚の平板レンズを日本電色工業社製のHazeMeter NDH2000で全光線透過率を測定した。
ジブチル錫(II)ジクロリドを0.035質量部、三井化学社製MR用内部離型剤を0.1質量部、紫外線吸収剤Tinuvin329を1.5質量部、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタンと2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタンとの混合物を50.6質量部、近赤外線吸収剤Aの含有量が表1に記載の量となる量仕込んで混合溶液を作製した。この混合溶液を25℃で1時間攪拌して完全に溶解させた。その後、この調合液に、4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタンを25.5質量部と、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)を23.9質量部仕込み、これを25℃で30分攪拌し、均一な溶液を調製した。この溶液を400Paにて1時間脱泡を行い、1μmPTFEフィルターにて濾過を行った後、中心厚2mm、直径77mmの平板用ガラスモールドに注入した。このガラスモールドを25℃から120℃まで、16時間かけて昇温した。室温まで冷却させて、ガラスモールドから外し、平板レンズを得た。得られた平板レンズを更に120℃で2時間アニールを行った。
このアニール処理を行った平板レンズについて物性を測定した。結果を表1に示す。
近赤外線吸収剤の種類及び含有量を表1に記載の種類及び含有量とした以外は実施例1と同様の方法にて平板レンズを得た。得られた平板レンズの物性の測定結果を表1に示す。
また、実施例1~実施例5の平板レンズの透過率曲線を図1に示す。実施例6~実施例10の平板レンズの透過率曲線を図2に示す。実施例11~実施例15の平板レンズの透過率曲線を図3に示す。
近赤外線吸収剤Aを近赤外線吸収剤Dに変更し、近赤外線吸収剤Dの含有量を表1に記載の量とした以外は実施例1と同様にして、25℃で1時間攪拌した。しかしながら、近赤外線吸収剤Dは溶解しなかった。
近赤外線吸収剤Aを近赤外線吸収剤Eに変更し、近赤外線吸収剤Eの含有量を表1に記載の量とした以外は実施例1と同様にして、25℃で1時間攪拌した。得られた平板レンズの物性の測定結果を表1に示す。
ビス(2,3-エピチオプロピル)ジスルフィドを100質量部、紫外線吸収剤であるTinuvin PS(BASFジャパン株式会社製)を1.1質量部、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミンを0.02質量部、N,N-ジシクロヘキシルメチルアミンを0.1質量部、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、及び5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカンとの混合物を10質量部、近赤外線吸収剤Aの含有量が表2に記載の量となる量仕込んで、20℃にて15分間攪拌し、均一な溶液を調製した。
この溶液を400Paにて1時間脱泡を行い、1μmPTFEフィルターにて濾過を行った後、中心厚2mm、直径77mmの平板用ガラスモールドに注入した。このガラスモールドを25℃から120℃まで、20時間かけて昇温した。室温まで冷却させて、ガラスモールドから外し、平板レンズを得た。得られた平板レンズを更に120℃で2時間アニールを行った。
このアニール処理を行った平板レンズについて物性を測定した。結果を表2に示す。
近赤外線吸収剤の種類及び含有量を表2に記載の種類及び含有量とした以外は実施例16と同様に平板レンズを得た。得られた平板レンズの物性の測定結果を表2に示す。
また、実施例16~実施例20の平板レンズの透過率曲線を図4に示す。実施例21~実施例25の平板レンズの透過率曲線を図5に示す。実施例26~実施例30の平板レンズの透過率曲線を図6に示す。
近赤外線吸収剤Aを近赤外線吸収剤Dに変更し、近赤外線吸収剤Dの含有量を表2に記載の量とした以外は実施例16と同様にして、25℃で1時間攪拌した。しかしながら、近赤外線吸収剤Dは溶解しなかった。
近赤外線吸収剤Aを近赤外線吸収剤Eに変更し、近赤外線吸収剤Eの含有量を表2に記載の量とした以外は実施例16と同様にして、25℃で1時間攪拌した。しかしながら、近赤外線吸収剤Eは溶解しなかった。
ポリカーボネート樹脂(帝人株式会社製パンライトL-1225WP)と近赤外線吸収剤Aとを、近赤外線吸収剤Aの含有量が72質量ppmとなる量にて、タンブラーによって20分混合した後、単軸押出機によって、シリンダー設定温度280℃、スクリュー回転数56rpm(revolutions per minute)の条件下にて、溶融及び混練してペレット(樹脂組成物)を作製した。
作製したペレットを原料として、射出成形機にて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル60秒の条件下にて、外形150mm×300mm、厚さ2mmの平板レンズを成形した。得られた平板レンズの物性の測定結果を表2に示す。
また、実施例31の平板レンズの透過率曲線を図7に示す。
一方、本願における式(I)~式(III)で表される化合物のいずれにも該当しない近赤外線吸収剤Eを用いた比較例2及び比較例3における平板レンズは、λmaxにおける透過率が高く、近赤外線カット率に劣っていた。
本願における式(I)~式(III)で表される化合物のいずれにも該当しない近赤外線吸収剤Eを用いた比較例4~比較例7における平板レンズは、CIE1976(L*,a*,b*)色空間におけるa*の値が低く、色味に劣っていた。
比較例1、8及び9は、近赤外線吸収剤が溶解しなかったため、平板レンズを得られなかった。
Claims (14)
- (チオ)ウレタン樹脂及びエピスルフィド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である樹脂と、
下記式(I)で表される化合物、及び、下記式(II)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種である近赤外線吸収剤と、を含み、
前記近赤外線吸収剤を3質量ppm以上90質量ppm以下含み、
厚さ2mmで測定した場合のCIE1976(L*,a*,b*)色空間において、a*が-0.8以上10以下であり、L*が85以上であり、
最大吸収波長における透過率が80%以下である、光学材料。
式(I)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、置換されていてもよいアルキル基を示し、Mは、2価の金属原子、3価若しくは4価の置換金属、又はオキシ金属を示す。
式(II)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、置換されていてもよいアルキル基を示し、R3は、ニトロ基又はNR4R5で表される基を示し、互いに同一でも異なっていてもよく、R4及びR5は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアルキルカルボニル基、置換されていてもよいアリールカルボニル基、置換されていてもよいアルキルスルホニル基又は置換されていてもよいアリールスルホニル基を示す。 - 厚さ2mmにおいて、800nm~950nmの波長領域の範囲内で透過率曲線の極小値を有し、前記極小値が0.05%以上80%以下である請求項1に記載の光学材料。
- 厚さ2mmにおける視感透過率が70%以上である請求項1又は請求項2に記載の光学材料。
- 前記近赤外線吸収剤が、3質量ppm~5質量ppmのトルエン溶液で測定された可視光吸収分光スペクトルにおいて、840nm~930nmの間にピークを有し、前記ピークのピーク頂点における吸光係数が1.10×105ml/g・cm以上であり、前記ピークのピーク頂点における吸光度の1/4の吸光度におけるピーク幅が100nm以下であり、かつ前記ピークのピーク頂点における吸光度の1/2の吸光度におけるピーク幅が55nm以下であり、かつ前記ピークのピーク頂点における吸光度の2/3の吸光度におけるピーク幅が40nm以下の範囲である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の光学材料。
- 前記近赤外線吸収剤は、2種以上の化合物からなる請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の光学材料。
- 前記(チオ)ウレタン樹脂は、ポリイソシアネート化合物由来の構成単位と、ポリチオール化合物由来の構成単位及びポリオール化合物由来の構成単位の少なくとも一方とからなり、
前記ポリイソシアネート化合物は、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、m-キシリレンジイソシアネート、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、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、及び1,5-ペンタメチレンジイソシアネートからなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記ポリチオール化合物は、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、5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、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)、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)、2,5-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ジチアン、1,1,3,3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、4,6-ビス(メルカプトメチルチオ)-1,3-ジチアン、及び2-(2,2-ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)-1,3-ジチエタンからなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記ポリオール化合物は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,2-シクロペンタンジオール、1,3-シクロペンタンジオール、1,2-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジオール及び1,4-シクロヘキサンジオールからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の光学材料。 - 前記エピスルフィド樹脂は、エピスルフィド化合物由来の構成単位からなるか、又は、エピスルフィド化合物由来の構成単位とポリチオール化合物由来の構成単位とからなり、
前記エピスルフィド化合物は、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)ジスルフィド、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、及び、ビス(2,3-エピチオプロピルチオ)メタンからなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記ポリチオール化合物は、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、5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、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)、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)、2,5-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ジチアン、1,1,3,3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、4,6-ビス(メルカプトメチルチオ)-1,3-ジチアン、及び2-(2,2-ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)-1,3-ジチエタンからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の光学材料。 - 重合性化合物と、
下記式(I)で表される化合物、及び、下記式(II)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種である近赤外線吸収剤と、を含み、
前記近赤外線吸収剤を3質量ppm以上90質量ppm以下含み、
前記重合性化合物は、ポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物及びポリオール化合物の少なくとも一方との組み合わせ、エピスルフィド化合物、及び、エピスルフィド化合物とポリチオール化合物との組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つを含む光学材料用重合性組成物。
式(I)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、置換されていてもよいアルキル基を示し、Mは、2価の金属原子、3価若しくは4価の置換金属、又はオキシ金属を示す。
式(II)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、置換されていてもよいアルキル基を示し、R3は、ニトロ基又はNR4R5で表される基を示し、互いに同一でも異なっていてもよく、R4及びR5は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアルキルカルボニル基、置換されていてもよいアリールカルボニル基、置換されていてもよいアルキルスルホニル基又は置換されていてもよいアリールスルホニル基を示す。 - 前記ポリイソシアネート化合物は、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、m-キシリレンジイソシアネート、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、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、及び1,5-ペンタメチレンジイソシアネートからなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記ポリチオール化合物は、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、5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、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)、ビス(メルカプトエチル)スルフィド、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトアセテート)、2,5-ビス(メルカプトメチル)-1,4-ジチアン、1,1,3,3-テトラキス(メルカプトメチルチオ)プロパン、4,6-ビス(メルカプトメチルチオ)-1,3-ジチアン、及び2-(2,2-ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)-1,3-ジチエタンからなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記ポリオール化合物は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,2-シクロペンタンジオール、1,3-シクロペンタンジオール、1,2-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジオール及び1,4-シクロヘキサンジオールからなる群から選択される少なくとも1種である請求項8に記載の光学材料用重合性組成物。 - 前記近赤外線吸収剤は、2種以上の化合物からなる請求項8又は請求項9に記載の光学材料用重合性組成物。
- 前記エピスルフィド化合物は、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)ジスルフィド、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、及び、ビス(2,3-エピチオプロピルチオ)メタンからなる群から選択される少なくとも1種である請求項8~請求項10のいずれか1項に記載の光学材料用重合性組成物。
- 請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の光学材料を含むプラスチックレンズ。
- 請求項12に記載のプラスチックレンズを備えるアイウェア。
- 請求項12に記載のプラスチックレンズを備える光学センサー。
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