JP2008030439A - Method for manufacturing photochromic lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光応答性および光学特性に優れたフォトクロミック膜を有するフォトクロミックレンズの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a photochromic lens having a photochromic film excellent in photoresponsiveness and optical characteristics.
近年、有機フォトクロミック染料を応用したプラスチック製フォトクロミックレンズが眼鏡用として市販されている。これらは明るい屋外で発色して高濃度のカラーレンズと同様な防眩効果を有し、室内に移ると高い透過率を回復するものである。 In recent years, plastic photochromic lenses using organic photochromic dyes are commercially available for eyeglasses. They develop colors in bright outdoors and have the same anti-glare effect as high-density color lenses, and recover high transmittance when moving indoors.
フォトクロミックレンズとしては、レンズ基材上にフォトクロミック色素を含むコーティング(フォトクロミック膜)を設けたレンズが広く用いられている。ここで使用されるフォトクロミック膜には、所定の光が入射するとすばやく応答して高濃度で発色し、かつ上記光がない環境下に置かれると速やかに退色することが求められる。 As a photochromic lens, a lens provided with a coating (photochromic film) containing a photochromic dye on a lens substrate is widely used. The photochromic film used here is required to quickly respond when predetermined light is incident and develop a color at a high density, and to quickly fade when placed in an environment without the light.
上記構造のフォトクロミックレンズの製造方法として、特許文献1には、注型重合によりプラスチックレンズを製造する際に、モールド内面にフォトクロミック色素を含む塗布液を予め塗布しておくことにより、レンズの硬化とフォトクロミック膜の形成を同時に行う方法(注型重合法)が提案されている。
特許文献1に記載の製造方法は、フォトクロミック層とレンズ基材との接着性を確保するために、レンズモノマー注入前にはモールド内面に塗布したフォトクロミック液を未重合状態または部分的に硬化した状態とし、レンズモノマー注入後にフォトクロミック液およびレンズ基材を順次硬化させている。特許文献1に記載の方法は、レンズ基材の硬化とフォトクロミック膜付与を同時に行うことができるため、作業性に優れるという利点を有するが、レンズ基材とフォトクロミック層との混ざり合いが生じるため、レンズの光学特性が低下するという問題(曇り、脈理の発生)がある。また、特許文献1に記載の方法により得られたフォトクロミックレンズの光に対する応答性(反応速度および発色濃度)は必ずしも満足いくものではなく、光応答性の更なる改善が求められていた。 In the manufacturing method described in Patent Document 1, the photochromic liquid applied to the inner surface of the mold is unpolymerized or partially cured before injecting the lens monomer in order to ensure adhesion between the photochromic layer and the lens substrate. The photochromic solution and the lens substrate are sequentially cured after the lens monomer injection. The method described in Patent Document 1 has the advantage of excellent workability because it can simultaneously cure the lens base material and provide the photochromic film, but because the lens base material and the photochromic layer are mixed, There is a problem that the optical characteristics of the lens deteriorate (cloudiness, striae). Further, the response (reaction speed and color density) of the photochromic lens obtained by the method described in Patent Document 1 is not always satisfactory, and further improvement of the photoresponsiveness has been demanded.
かかる状況下、本発明は、光応答性および光学特性に優れたフォトクロミックレンズの製造方法を提供することを目的としてなされたものである。 Under such circumstances, the present invention has been made for the purpose of providing a method for producing a photochromic lens having excellent photoresponsiveness and optical characteristics.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。
従来、フォトクロミック膜中のフォトクロミック色素の発退色の反応速度および発色濃度は分子構造に起因するフォトクロミック色素固有の特性に依存すると考えられていた。しかし、本発明者らの更なる検討の結果、フォトクロミック膜を完全に硬化させずに柔軟性(流動性)を持たせれば、膜中で色素が動き易くなり発退色の反応速度および発色濃度が大きく向上することが判明した。
しかし、フォトクロミック膜全体の柔軟性(流動性)を高めると、注型重合時にレンズ原料液とフォトクロミック膜の未硬化部分との混ざり合いが生じ、光学特性が低下するという問題がある。
そこで、本発明者らは更に検討を重ね、フォトクロミック膜のレンズ基材との接触面側の硬度を、物体側の硬度より高めることにより、注型重合法においてレンズ基材とフォトクロミック膜との界面での混ざり合いによる光学特性低下を生じることなく、物体側で色素を動き易い状態として光応答性を確保することができ、これにより光応答性および光学特性に優れたフォトクロミックレンズが得られることを見出した。本発明は、以上の知見に基づき完成された。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have obtained the following knowledge.
Conventionally, it has been considered that the reaction rate and color density of the photochromic dye in the photochromic film depend on the characteristics unique to the photochromic dye resulting from the molecular structure. However, as a result of further studies by the present inventors, if the photochromic film is not completely cured but has flexibility (fluidity), the dye can move easily in the film, and the reaction speed and color density of the color development can be reduced. It turns out that it improves greatly.
However, when the flexibility (fluidity) of the entire photochromic film is increased, there is a problem that mixing of the lens raw material liquid and the uncured portion of the photochromic film occurs during casting polymerization, resulting in a decrease in optical characteristics.
Therefore, the present inventors have further studied, and by increasing the hardness of the contact surface side of the photochromic film with the lens base material more than the hardness of the object side, the interface between the lens base material and the photochromic film in the casting polymerization method. It is possible to ensure photoresponsiveness by making the dye move easily on the object side without causing deterioration in optical characteristics due to mixing in the photochromic lens, and by this means that a photochromic lens excellent in photoresponsiveness and optical characteristics can be obtained. I found it. The present invention has been completed based on the above findings.
即ち、上記目的を達成する手段は、以下の通りである。
[1]レンズの一方の面を形成するための第一モールドの片面にフォトクロミック色素および硬化性成分を含有するフォトクロミック液を塗布し、
前記フォトクロミック液に硬化処理を施すことにより、最表面が500〜5000nmの超微小押し込み硬さを有し、かつ第一モールドと対向する面の超微小押し込み硬さが前記最表面の超微小押し込み硬さより小さいフォトクロミック膜を形成し、
前記第一モールドとレンズの他方の面を形成するための第二モールドを、前記フォトクロミック膜の最表面が第二モールド表面と対向するように配置し、かつ前記2つのモールドの周囲に環状のガスケットを配置することにより、前記2つのモールドとガスケットによってフォトクロミック膜が内部に位置するキャビティを形成し、
前記キャビティ内に硬化性成分を含むレンズ原料液を注入し、該キャビティ内で前記硬化性成分の硬化反応を行い、レンズ基材上にフォトクロミック膜を有するフォトクロミックレンズを得ることを特徴とするフォトクロミックレンズの製造方法。
[2]前記硬化処理は、フォトクロミック膜の第一モールドと対向する面の超微小押し込み硬さが800〜5000nmの範囲となるように行われる[1]に記載のフォトクロミックレンズの製造方法。
[3]前記フォトクロミック膜形成後であって前記キャビティの形成前に、フォトクロミック膜の最表面に対してUVオゾンまたはプラズマによるドライエッチング処理を施す[1]または[2]に記載のフォトクロミックレンズの製造方法。
[4]フォトクロミック膜に含まれる硬化性成分は光硬化性成分であり、前記硬化処理は光照射により行われる[1]〜[3]のいずれかに記載のフォトクロミックレンズの製造方法。
[5]前記光照射は、前記第一モールドのフォトクロミック液塗布面に対して光照射を行うことを含む[4]に記載のフォトクロミックレンズの製造方法。
[6]前記第一モールドは光透過性を有し、
前記光照射は、第一モールドを介して第一モールドに塗布されたフォトクロミック液に対して光照射を行うことを含む[4]または[5]に記載のフォトクロミックレンズの製造方法。
[7]前記照射される光の波長は150〜380nmの範囲である[4]〜[6]のいずれかに記載のフォトクロミックレンズの製造方法。
[8]前記第一モールドを介した光照射は、前記フォトクロミック液塗布面に対する光照射よりも低い照射量で行われる[6]または[7]に記載のフォトクロミックレンズの製造方法。
[9]前記第一モールドを介した光照射は、0.1〜30J/cm2の照射量で行われ、前記フォトクロミック液塗布面に対する光照射は、1〜100J/cm2の照射量で行われる[8]に記載のフォトクロミックレンズの製造方法。
[10]前記レンズ原料液に含まれる硬化性成分は、熱硬化性成分であり、前記硬化反応は加熱により行われる[1]〜[9]のいずれかに記載のフォトクロミックレンズの製造方法。
[11]前記レンズ原料液は紫外線吸収剤を含む[1]〜[10]のいずれかに記載のフォトクロミックレンズの製造方法。
That is, the means for achieving the above object is as follows.
[1] A photochromic liquid containing a photochromic dye and a curable component is applied to one side of the first mold for forming one side of the lens,
By applying a curing treatment to the photochromic liquid, the outermost surface has an ultrafine indentation hardness of 500 to 5000 nm, and the ultrafine indentation hardness of the surface facing the first mold is the ultrafine indentation of the outermost surface. Form a photochromic film smaller than the small indentation hardness,
The first mold and the second mold for forming the other surface of the lens are arranged so that the outermost surface of the photochromic film faces the second mold surface, and an annular gasket is provided around the two molds. To form a cavity in which the photochromic film is located by the two molds and gasket,
A photochromic lens characterized by injecting a lens raw material solution containing a curable component into the cavity and performing a curing reaction of the curable component in the cavity to obtain a photochromic lens having a photochromic film on a lens substrate. Manufacturing method.
[2] The method for producing a photochromic lens according to [1], wherein the curing treatment is performed such that an ultra fine indentation hardness of a surface of the photochromic film facing the first mold is in a range of 800 to 5000 nm.
[3] The production of the photochromic lens according to [1] or [2], wherein the outermost surface of the photochromic film is subjected to a dry etching process using UV ozone or plasma after the formation of the photochromic film and before the formation of the cavity. Method.
[4] The method for producing a photochromic lens according to any one of [1] to [3], wherein the curable component contained in the photochromic film is a photocurable component, and the curing treatment is performed by light irradiation.
[5] The photochromic lens manufacturing method according to [4], wherein the light irradiation includes performing light irradiation on a photochromic liquid application surface of the first mold.
[6] The first mold is light transmissive,
The method for producing a photochromic lens according to [4] or [5], wherein the light irradiation includes performing light irradiation on a photochromic liquid applied to the first mold via the first mold.
[7] The photochromic lens manufacturing method according to any one of [4] to [6], wherein the wavelength of the irradiated light is in a range of 150 to 380 nm.
[8] The method for producing a photochromic lens according to [6] or [7], wherein the light irradiation through the first mold is performed with a lower dose than the light irradiation on the photochromic liquid application surface.
[9] Light irradiation through the first mold is carried out in irradiation amount of 0.1~30J / cm 2, light irradiation of the photochromic solution-coated surface, the row in the dose of 1~100J / cm 2 The manufacturing method of the photochromic lens as described in [8].
[10] The method for producing a photochromic lens according to any one of [1] to [9], wherein the curable component contained in the lens raw material liquid is a thermosetting component, and the curing reaction is performed by heating.
[11] The method for producing a photochromic lens according to any one of [1] to [10], wherein the lens raw material liquid includes an ultraviolet absorber.
本発明によれば、優れた光応答性と光学特性を兼ね備えたフォトクロミックレンズを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a photochromic lens having both excellent light response and optical characteristics.
本発明のフォトクロミックレンズの製造方法は、以下の工程を行うことにより、レンズ基材上にフォトクロミック膜を有するフォトクロミックレンズを得るものである。
(第一工程)レンズの一方の面を形成するための第一モールドの片面にフォトクロミック色素および硬化性成分を含有するフォトクロミック液を塗布する。
(第二工程)前記フォトクロミック液に硬化処理を施すことにより、最表面が500〜5000nmの超微小押し込み硬さを有し、かつ第一モールドと対向する面の超微小押し込み硬さが前記最表面の超微小押し込み硬さより小さいフォトクロミック膜を形成する。
(第三工程)前記第一モールドとレンズの他方の面を形成するための第二モールドを、前記フォトクロミック膜の最表面が第二モールド表面と対向するように配置し、かつ前記2つのモールドの周囲に環状のガスケットを配置することにより、前記2つのモールドとガスケットによってフォトクロミック膜が内部に位置するキャビティを形成する。
(第四工程)前記キャビティ内に硬化性成分を含むレンズ原料液を注入し、該キャビティ内で前記硬化性成分の硬化反応を行う。
The manufacturing method of the photochromic lens of this invention obtains the photochromic lens which has a photochromic film | membrane on a lens base material by performing the following processes.
(First Step) A photochromic liquid containing a photochromic dye and a curable component is applied to one side of a first mold for forming one side of a lens.
(Second step) By applying a curing treatment to the photochromic liquid, the outermost surface has an ultra-fine indentation hardness of 500 to 5000 nm, and the ultra-fine indentation hardness of the surface facing the first mold is A photochromic film smaller than the outermost ultra indentation hardness is formed.
(Third step) The first mold and the second mold for forming the other surface of the lens are arranged so that the outermost surface of the photochromic film faces the second mold surface, and the two molds By disposing an annular gasket around, a cavity in which the photochromic film is located is formed by the two molds and the gasket.
(Fourth Step) A lens raw material liquid containing a curable component is injected into the cavity, and the curing reaction of the curable component is performed in the cavity.
本発明では、注型重合前に、レンズ原料液が接触するフォトクロミック膜最表面を硬化させ所定の硬度を持たせる。これにより、注型重合時にフォトクロミック膜最表面近傍において、レンズ原料液とフォトクロミック膜の未硬化部分とが混ざり合うことを防ぐことができる。界面での混ざり合いは曇りや脈理の原因となるため、前記のように界面での混ざり合いを防ぐことによって優れた光学特性を有するフォトクロミックレンズを得ることができる。
更に、本発明では、フォトクロミック膜の第一モールドと対向する面の硬度を他方の面の硬度より下げ、使用時に入射面側となる面近傍に適度な柔軟性(流動性)を付与する。以下に、この点について説明する。
In the present invention, before the casting polymerization, the outermost surface of the photochromic film in contact with the lens raw material liquid is cured to have a predetermined hardness. Thereby, it is possible to prevent the lens raw material liquid and the uncured portion of the photochromic film from being mixed in the vicinity of the outermost surface of the photochromic film during cast polymerization. Since mixing at the interface causes fogging and striae, a photochromic lens having excellent optical characteristics can be obtained by preventing mixing at the interface as described above.
Furthermore, in the present invention, the hardness of the surface facing the first mold of the photochromic film is lowered from the hardness of the other surface, and appropriate flexibility (fluidity) is imparted in the vicinity of the surface that becomes the incident surface side in use. This point will be described below.
図1に、本発明の製造方法によって製造されるレンズの一例を示す。
レンズ基材上にフォトクロミック膜を有するフォトクロミックレンズに対しては、通常、図1に示すようにフォトクロミック膜側から光が照射される。
前述のように、本発明者らの検討の結果、フォトクロミック膜を完全に硬化せずに柔軟性(流動性)を持たせれば、膜中で色素が動き易くなり発退色の反応速度および発色濃度が大きく向上することが判明した。しかし、フォトクロミック膜全体の柔軟性(流動性)を高めると、注型重合時にレンズ原料液とフォトクロミック膜の未硬化部分との混ざり合いが生じ、光学特性が低下するという問題がある。これらの点を踏まえて本発明者らが更に検討を重ねた結果、フォトクロミックレンズにおける光応答性は、主として光が入射する物体側表層部において発現されるため、物体側表層部に存在する色素を動き易い状態としておくことにより、光応答性に優れたフォトクロミックレンズが得られることが判明した。
そこで、本発明では、フォトクロミック膜の第一モールドと対向する面の硬度を他方の面の硬度より下げ、使用時に入射面側となる面近傍に適度な柔軟性(流動性)を付与する。これにより、フォトクロミック膜の物体側表層部での光応答性を顕著に高めることができる。
こうして、本発明によれば、優れた光応答性と光学特性を兼ね備えたフォトクロミックレンズを得ることができる。
以下に、前記第一〜第四工程の詳細を説明する。
FIG. 1 shows an example of a lens manufactured by the manufacturing method of the present invention.
A photochromic lens having a photochromic film on a lens substrate is usually irradiated with light from the photochromic film side as shown in FIG.
As described above, as a result of the study by the present inventors, if the photochromic film is not completely cured but has flexibility (fluidity), the dye can move easily in the film, and the reaction speed and color density of the color change Was found to improve significantly. However, when the flexibility (fluidity) of the entire photochromic film is increased, there is a problem that mixing of the lens raw material liquid and the uncured portion of the photochromic film occurs during casting polymerization, resulting in a decrease in optical characteristics. As a result of further investigations by the present inventors based on these points, the photoresponsiveness of the photochromic lens is mainly expressed in the object-side surface layer portion where light enters, and therefore, the dye existing in the object-side surface layer portion is not used. It has been found that a photochromic lens with excellent photoresponsiveness can be obtained by making it easy to move.
Therefore, in the present invention, the hardness of the surface facing the first mold of the photochromic film is lowered from the hardness of the other surface, and appropriate flexibility (fluidity) is imparted in the vicinity of the surface that becomes the incident surface side in use. Thereby, the photoresponsiveness in the object side surface layer part of a photochromic film | membrane can be improved notably.
Thus, according to the present invention, a photochromic lens having both excellent photoresponsiveness and optical characteristics can be obtained.
Details of the first to fourth steps will be described below.
(第一工程)
本工程では、レンズの一方の面を形成するためのモールド(第一モールド)の片面に、フォトクロミック液を塗布する。
フォトクロミック液は、少なくともフォトクロミック色素と硬化性成分を含み、任意に重合開始剤、各種添加剤を含むことができる。各成分の詳細は後述する。
(First step)
In this step, a photochromic liquid is applied to one side of a mold (first mold) for forming one side of the lens.
The photochromic liquid contains at least a photochromic dye and a curable component, and can optionally contain a polymerization initiator and various additives. Details of each component will be described later.
第一モールド表面へのフォトクロミック液の塗布は、ディッピング法、スピンコート法、スプレー法等の公知の方法によって行うことができる。塗布液の粘性、面精度の点からは、スピンコート法を使用することが好ましい。塗布量は、所望のフォトクロミック膜の厚さに応じて適宜調整すればよい。 Application of the photochromic liquid to the surface of the first mold can be performed by a known method such as a dipping method, a spin coating method, or a spray method. From the viewpoint of the viscosity and surface accuracy of the coating solution, it is preferable to use a spin coating method. The coating amount may be appropriately adjusted according to the desired photochromic film thickness.
メニスカス形状のレンズを形成するためには、レンズの凹面を形成すべく凸面側(使用時に眼球側)に成形面を有する凸面型と、レンズの凸面(使用時に物体側)を形成すべく凹面側に成形面を有する凹面型が用いられる。本発明では、この凹面型(モールド)上にフォトクロミック液を塗布してフォトクロミック膜を形成することにより、物体側にフォトクロミック膜を有するフォトクロミックレンズを得ることができる。レンズ上にフォトクロミック液を塗布、硬化することによりフォトクロミックレンズを製造する方法では、使用時に物体側に位置する凸面上にフォトクロミック液を塗布するため、フォトクロミック液の粘度が低い場合や塗布量が多い場合には、塗布されたフォトクロミック液が凸面から流下することがある。それに対し、前記のように凹面上にフォトクロミック液を塗布すれば、モールド表面から流下することなく安定に保持することができるという利点がある。 In order to form a meniscus lens, a convex mold having a convex surface on the convex side (eyeball side when used) to form a concave surface of the lens, and a concave side to form a convex surface of the lens (object side when used) A concave mold having a molding surface is used. In the present invention, a photochromic film having a photochromic film on the object side can be obtained by applying a photochromic liquid on the concave mold (mold) to form a photochromic film. In the method of manufacturing a photochromic lens by applying and curing a photochromic solution on the lens, the photochromic solution is applied on the convex surface located on the object side during use, so the viscosity of the photochromic solution is low or the application amount is large In some cases, the applied photochromic liquid may flow down from the convex surface. On the other hand, if the photochromic liquid is applied on the concave surface as described above, there is an advantage that it can be stably held without flowing down from the mold surface.
(第二工程)
本工程では、第一モールド上に塗布されたフォトクロミック液に硬化処理を施すことにより、第一モールド上にフォトクロミック膜を形成する。この際の硬化状態を調整することによって、得られるフォトクロミック膜の硬化状態を制御し、各面に所望の硬度(超微小押し込み硬さ)を持たせることができる。
(Second step)
In this step, a photochromic film is formed on the first mold by performing a curing process on the photochromic liquid applied on the first mold. By adjusting the cured state at this time, the cured state of the resulting photochromic film can be controlled, and each surface can have a desired hardness (ultra-indentation hardness).
フォトクロミック膜の硬化状態は、(1)フォトクロミック液の組成、(2)硬化条件、(3)フォトクロミック膜の厚さ、によって制御することができる。以下に、上記(1)〜(3)について順次説明する。 The cured state of the photochromic film can be controlled by (1) the composition of the photochromic liquid, (2) curing conditions, and (3) the thickness of the photochromic film. The above (1) to (3) will be sequentially described below.
(1)フォトクロミック液
(i)硬化性成分
本発明において、フォトクロミック膜形成のために使用可能な硬化性成分は、特に限定されず、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニル基、アリル基、スチリル基等のラジカル重合性基を有する公知の光重合性モノマーやオリゴマー、それらのプレポリマーを用いることができる。これらのなかでも、入手のし易さ、硬化性の良さから(メタ)アクリロイル基または(メタ)アクリロイルオキシ基をラジカル重合性基として有する化合物が好ましい。なお、前記(メタ)アクリロイルは、アクリロイルとメタクリロイルの両方を示す。
(1) Photochromic liquid (i) Curable component In the present invention, a curable component that can be used for forming a photochromic film is not particularly limited, and includes a (meth) acryloyl group, a (meth) acryloyloxy group, a vinyl group, Known photopolymerizable monomers and oligomers having radically polymerizable groups such as allyl groups and styryl groups, and prepolymers thereof can be used. Among these, a compound having a (meth) acryloyl group or a (meth) acryloyloxy group as a radically polymerizable group is preferable because of easy availability and curability. The (meth) acryloyl represents both acryloyl and methacryloyl.
フォトクロミック膜とレンズ基材との界面での混ざり合い防止、硬度調整の容易さ、膜形成後の耐溶剤性や硬度、耐熱性等の硬化体特性、または発色濃度や退色速度等のフォトクロミック特性を良好なものとするため、ラジカル重合性単量体としては、単独重合体のLスケールロックウェル硬度が60以上を示すもの(以下、高硬度モノマーと称す場合がある)と、同じく単独重合体のLスケールロックウェル硬度が40以下を示すもの(以下、低硬度モノマーと称す場合がある)を併用することがより好ましい。
Lスケールロックウェル硬度とは、JIS−B7726に従って測定される硬度を意味する。各モノマーの単独重合体についてこの測定を行うことにより、前記硬度条件を満足するかどうかを簡単に判断することができる。具体的には、モノマーを重合させて厚さ2mmの硬化体を得、これを25℃の室内で1日保持した後にロックウェル硬度計を用いて、Lスケールロックウェル硬度を測定することにより容易に確認することができる。
Prevents mixing at the interface between the photochromic film and the lens substrate, facilitates hardness adjustment, cure properties such as solvent resistance, hardness and heat resistance after film formation, or photochromic characteristics such as color density and fading speed In order to make it good, the radical polymerizable monomer includes a homopolymer having an L scale Rockwell hardness of 60 or more (hereinafter sometimes referred to as a high hardness monomer), and a homopolymer. It is more preferable to use an L scale Rockwell hardness of 40 or less (hereinafter sometimes referred to as a low hardness monomer).
L scale Rockwell hardness means the hardness measured according to JIS-B7726. By performing this measurement on the homopolymer of each monomer, it can be easily determined whether or not the hardness condition is satisfied. Specifically, the monomer is polymerized to obtain a cured product having a thickness of 2 mm, and this is easily maintained by measuring the L scale Rockwell hardness using a Rockwell hardness meter after holding it in a room at 25 ° C. for one day. Can be confirmed.
また、前記Lスケールロックウェル硬度の測定に供する重合体は、仕込んだ単量体の有す重合性基の90%以上が重合する条件で注型重合して得たものである。このような条件で重合された硬化体のLスケールロックウェル硬度は、ほぼ一定の値として測定される。
前記高硬度モノマーは、硬化後の硬化体の耐溶剤性、硬度、耐熱性等を向上させる効果を有する。これらの効果をより効果的なものとするためには、単独重合体のLスケールロックウェル硬度が65〜130を示すラジカル重合性単量体が好ましい。
このような高硬度モノマーは、通常2〜15個、好ましくは2〜6個のラジカル重合性基を有する化合物であり、好ましい具体例としては、下記一般式(1)〜(5)で表される化合物が挙げられる。
The polymer used for the measurement of the L scale Rockwell hardness is obtained by cast polymerization under a condition in which 90% or more of the polymerizable groups of the charged monomer are polymerized. The L scale Rockwell hardness of the cured body polymerized under such conditions is measured as a substantially constant value.
The high-hardness monomer has the effect of improving the solvent resistance, hardness, heat resistance and the like of the cured product after curing. In order to make these effects more effective, a radical polymerizable monomer having a homopolymer L-scale Rockwell hardness of 65 to 130 is preferable.
Such a high-hardness monomer is usually a compound having 2 to 15 and preferably 2 to 6 radical polymerizable groups, and preferred specific examples are represented by the following general formulas (1) to (5). Compounds.
前記一般式(1)〜(4)における、R13〜R19は、いずれも水素原子またはメチル基であるため、一般式(1)〜(4)で示される化合物は2〜6個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物である。
前記一般式(1)におけるR14は水素原子、メチル基またはエチル基である。
一般式(1)におけるR15は3〜6価の有機基である。この有機基は特に限定されるものではなく、また、その主鎖中に、エステル結合、エーテル結合、アミド結合、チオエーテル結合、スルホニル結合、ウレタン結合等の炭素一炭素結合以外の結合を含んでいてもよい。
単独重合体のLスケールロックウェル硬度が60以上を示すためには、R15は、好ましくは炭素数1〜30の有機基であり、より好ましくはエーテル結合および/またはウレタン結合を含んでいてもよい炭素数1〜15の有機基である。
また、fおよびf’は、それぞれ独立に0〜3の範囲の整数である。また、Lスケールロックウェル硬度を60以上とするためには、fおよびf’の合計が0〜3であることが好ましい。
In the general formulas (1) to (4), R 13 to R 19 are all hydrogen atoms or methyl groups, and therefore the compounds represented by the general formulas (1) to (4) are 2 to 6 ( It is a compound having a (meth) acryloyloxy group.
R 14 in the general formula (1) is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.
R 15 in the general formula (1) is a trivalent to hexavalent organic group. The organic group is not particularly limited, and includes a bond other than a carbon-carbon bond such as an ester bond, an ether bond, an amide bond, a thioether bond, a sulfonyl bond, or a urethane bond in the main chain. Also good.
In order for the L scale Rockwell hardness of the homopolymer to be 60 or more, R 15 is preferably an organic group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably an ether bond and / or a urethane bond. It is a good organic group having 1 to 15 carbon atoms.
F and f ′ are each independently an integer in the range of 0 to 3. Moreover, in order to make L scale Rockwell hardness 60 or more, it is preferable that the sum total of f and f 'is 0-3.
前記一般式(1)で示される高硬度モノマーの具体例としては、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレト、トリメチロールブロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリエチレングリコールトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリエチレングリコールトリアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ウレタンオリゴマーテトラアクリレート、ウレタンオリゴマーヘキサメタクリレート、ウレタンオリゴマーヘキサアクリレート、ポリエステルオリゴマーヘキサアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the high hardness monomer represented by the general formula (1) include trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethanetrimethacrylate, tetramethylolmethanetriacrylate, trimethylolbropantrimethacrylate, Tetramethylolmethane tetramethacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, trimethylolpropane triethylene glycol trimethacrylate, trimethylolpropane triethylene glycol triacrylate, ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate, ethoxylated pentaerythritol tetramethacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, Pentaerythritol tetramethacrylate, dipen Hexaacrylate, urethane oligomer tetraacrylate, urethane oligomer hexa methacrylate, urethane oligomer hexaacrylate, polyester oligomer hexaacrylate, caprolactone-modified dipentaerythritol hexaacrylate, and ditrimethylolpropane tetraacrylate.
前記一般式(2)におけるBは3価の有機基であり、Dは2価の有機基である。このBおよびDは特に限定されるものではなく、その主鎖中に、エステル結合、エーテル結合、アミド結合、チオエーテル結合、スルホニル結合、ウレタン結合等の炭素−炭素結合以外の結合を含んでいてもよい。単独重合体のLスケールロックウェル硬度が60以上であるためには、Bは炭素数3〜10の直鎖または分枝状の炭化水素から誘導される有機基であると好ましく、Dは炭素数1〜10の直鎖または分枝状の脂肪族炭化水素、または炭素数6〜10の芳香族炭化水素から誘導される有機基である。
また単独重合体のLスケールロックウェル硬度を60以上とするために、hは1〜10の範囲の整数であり、好ましくは1〜6の範囲の整数である。
前記一般式(2)で示される高硬度モノマーの具体的としては、分子量2,500〜3,500の4官能ポリエステルオリゴマー(ダイセルユーシービー社、EB80等)、分子量6,000〜8,000の4官能ポリエステルオリゴマー(ダイセルユーシービー社、EB450等)、分子量45,000〜55,000の6官能ポリエステルオリゴマー(ダイセルユーシービー社、EB1830等)、分子量10,000の4官能ポリエステルオリゴマー(第一工業製薬社、GX8488B等)等が挙げられる。
In the general formula (2), B is a trivalent organic group, and D is a divalent organic group. B and D are not particularly limited, and the main chain may contain bonds other than carbon-carbon bonds such as ester bonds, ether bonds, amide bonds, thioether bonds, sulfonyl bonds, and urethane bonds. Good. In order for the L-scale Rockwell hardness of the homopolymer to be 60 or more, B is preferably an organic group derived from a linear or branched hydrocarbon having 3 to 10 carbon atoms, and D is a carbon number. An organic group derived from a linear or branched aliphatic hydrocarbon having 1 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon having 6 to 10 carbon atoms.
Moreover, in order to make L scale Rockwell hardness of a homopolymer 60 or more, h is an integer in the range of 1-10, Preferably it is an integer in the range of 1-6.
Specific examples of the high-hardness monomer represented by the general formula (2) include tetrafunctional polyester oligomers (Daicel UCB, EB80, etc.) having a molecular weight of 2,500 to 3,500, and molecular weights of 6,000 to 8,000. Tetrafunctional polyester oligomer (Daicel UCB, EB450, etc.), 6functional polyester oligomer with molecular weight of 45,000-55,000 (Daicel UCB, EB1830, etc.), tetrafunctional polyester oligomer with molecular weight 10,000 (Daiichi Kogyo) Pharmaceutical companies, GX8488B, etc.).
前記一般式(3)におけるR18は水素原子、メチル基、エチル基またはヒドロキシル基である。また式(3)におけるEは環状の基を含む2価の有機基である。この有機基は環状の基を含むものであれば特に限定されるものではなく、また、その主鎖中に、エステル結合、エーテル結合、アミド結合、チオエーテル結合、スルホニル結合、ウレタン結合等の炭素−炭素結合以外の結合を含んでいてもよい。Eに含まれる環状の基としては、ベンゼン環、シクロヘキサン環、アダマンタン環または以下に示す環状の基等が挙げられる。
Eに含まれる環状の基はベンゼン環であることが好ましく、さらにEは下記式:
前記一般式(3)中、iおよびjは、i+jの平均値が0〜6となる正の整数である。なお、式(3)で示される化合物は、iおよびjの双方が0である場合を除き、通常iおよびjの異なる複数の化合物の混合物として得られる。それらの単離は困難であるため、iおよびjはi+jの平均値で示される。i+jの平均値は2〜6であることがより好ましい。
一般式(3)で示される高硬度モノマーの具体的としては、ビスフェノールAジメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロ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)プロパン等が挙げられる。
In the general formula (3), i and j are positive integers with an average value of i + j being 0-6. The compound represented by the formula (3) is usually obtained as a mixture of a plurality of compounds having different i and j except when both i and j are 0. Since their isolation is difficult, i and j are expressed as the average value of i + j. The average value of i + j is more preferably 2-6.
Specific examples of the high hardness monomer represented by the general formula (3) include bisphenol A dimethacrylate, 2,2-bis (4-methacryloyloxyethoxyphenyl) propane, and 2,2-bis (3,5-dibromo-4. -Methacryloyloxyethoxyphenyl) propane and the like.
前記一般式(4)におけるR19は水素原子またはメチル基であり、Fは側鎖を有していてもよい主鎖炭素数2〜9のアルキレン基である。この主鎖炭素数2〜9のアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、ブチレン基、ネオペンチレン基、ヘキシレン基、ノニリレン基等が例示される。
一般式(4)で示される高硬度モノマーの具体的としては、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、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、1,9−ノニレングリコールジメタクリレート、ネオペンチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチレングリコールジアクリレート等が挙げられる。
In the general formula (4), R 19 is a hydrogen atom or a methyl group, and F is an alkylene group having 2 to 9 main carbon atoms which may have a side chain. Examples of the alkylene group having 2 to 9 carbon atoms in the main chain include an ethylene group, a propylene group, a trimethylene group, a butylene group, a neopentylene group, a hexylene group, and a nonylylene group.
Specific examples of the high hardness monomer represented by the general formula (4) include ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,4-butylene glycol dimethacrylate, 1,9-nonylene glycol dimethacrylate, and neopentylene glycol. Examples include dimethacrylate and neopentylene glycol diacrylate.
前記一般式(5)におけるR20は水素原子、メチル基またはエチル基であり、kは2〜6の範囲の整数であり、好ましくはkは3または4である。
一般式(5)で示される高硬度モノマーの具体的としては、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、テトラプロピレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。
なお、前記一般式(1)〜(5)で示される化合物でも、置換基の組み合わせによっては単独重合体のLスケールロックウェル硬度が60未満のものがあるが、その場合には、これらの化合物は後述する低硬度モノマーまたは中硬度モノマーに分類される。
また、前記一般式(1)〜(5)で示されない高硬度モノマーもあり、その代表的化合物としては、ビスフェノールAジグリシジルメタクリレート、エチレングリコールビスグリシジルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等が挙げられる。
R 20 in the general formula (5) is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, k is an integer in the range of 2 to 6, and preferably k is 3 or 4.
Specific examples of the high hardness monomer represented by the general formula (5) include diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, tripropylene glycol dimethacrylate, and tetrapropylene glycol dimethacrylate.
In addition, even in the compounds represented by the general formulas (1) to (5), depending on the combination of substituents, there are homopolymers having L scale Rockwell hardness of less than 60. Is classified into a low-hardness monomer or a medium-hardness monomer described later.
There are also high-hardness monomers not represented by the general formulas (1) to (5), and typical compounds include bisphenol A diglycidyl methacrylate, ethylene glycol bisglycidyl methacrylate, and glycidyl methacrylate.
また、前記低硬度モノマーは、硬化体を強靭なものとし、またフォトクロミック化合物の退色速度を向上させる効果を有する。
このような低硬度モノマーとしては、下記一般式(6):
As such a low hardness monomer, the following general formula (6):
または下記一般式(7):
で示される2官能モノマーや、下記一般式(8):
Or the following general formula (7):
Or a bifunctional monomer represented by the following general formula (8):
または下記一般式(9):
で示される単官能のモノマーが例示される。
Or the following general formula (9):
The monofunctional monomer shown by these is illustrated.
前記一般式(6)〜(9)において、R23、R26、R29およびR33は水素原子またはメチル基である。すなわち、低硬度モノマーは重合性基として、通常2個以下の(メタ)アクリロイルオキシ基または(メタ)アクリロイルチオ基を有する。
前記一般式(6)におけるR24およびR25は、それぞれ独立に水素原子、メチル基またはエチル基であり、Zは酸素原子または硫黄原子である。
一般式(6)においては、R23が水素原子の場合、すなわち重合性基としてアクリロイルオキシ基またはアクリロイルチオ基を有する場合には、mは1〜70の整数であり、一方、R23がメチル基である場合、すなわち重合性基としてメタクリロイルオキシ基またはメタクリロイルチオ基を有する場合には、mは7〜70の整数である。また、m’は0〜70の範囲の整数である。
一般式(6)で示される低硬度モノマーの具体的としては、トリアルキレングリコールジアクリレート、テトラアルキレングリコールジアクリレート、ノニルアルキレングリコールジアクリレート、ノニルアルキレングリコールジメタクリレート等のアルキレングリコールジ(メタ)アタリレート類が挙げられる。
In the general formulas (6) to (9), R 23 , R 26 , R 29 and R 33 are a hydrogen atom or a methyl group. That is, the low hardness monomer usually has 2 or less (meth) acryloyloxy groups or (meth) acryloylthio groups as a polymerizable group.
In the general formula (6), R 24 and R 25 are each independently a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and Z is an oxygen atom or a sulfur atom.
In the general formula (6), when R 23 is a hydrogen atom, that is, when it has an acryloyloxy group or an acryloylthio group as a polymerizable group, m is an integer of 1 to 70, while R 23 is methyl. When it is a group, that is, when it has a methacryloyloxy group or a methacryloylthio group as a polymerizable group, m is an integer of 7 to 70. M ′ is an integer in the range of 0 to 70.
Specific examples of the low-hardness monomer represented by the general formula (6) include alkylene glycol di (meth) acrylates such as trialkylene glycol diacrylate, tetraalkylene glycol diacrylate, nonyl alkylene glycol diacrylate, and nonyl alkylene glycol dimethacrylate. Kind.
前記一般式(7)におけるR26は水素原子、メチル基またはエチル基である。
また、Iは環状の基を含む2価の有機基である。このIとしては前記式(9)に含まれる環状の基であるEとして例示されたものと同様である。式(7)におけるi’およびj’は、i’+j’の平均値が8〜40となる整数、好ましくは9〜30となる整数である。このi’およびj’も前記した式(3)におけるiおよびjと同様の理由で通常は平均値で示される。
一般式(7)で示される低硬度モノマーの具体的としては、平均分子量776の2,2−ビス(4−アクリロイルオキシポリエチレングリコールフェニル)プロパン等を挙げることができる。
R 26 in the general formula (7) is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.
I is a divalent organic group containing a cyclic group. This I is the same as those exemplified as E which is a cyclic group included in the formula (9). I ′ and j ′ in the formula (7) are integers having an average value of i ′ + j ′ of 8 to 40, preferably 9 to 30. These i ′ and j ′ are also usually expressed as average values for the same reason as i and j in the above-mentioned formula (3).
Specific examples of the low hardness monomer represented by the general formula (7) include 2,2-bis (4-acryloyloxypolyethylene glycol phenyl) propane having an average molecular weight of 776.
前記一般式(8)におけるR29は水素原子またはメチル基であり、R30およびR31は、それぞれ独立に水素原子、メチル基またはエチル基である。R32は水素原子、炭素数1〜25のアルキル基、アルケニル基、アルコキシアルキル基もしくはハロアルキル基、炭素数6〜25のアリール基、または炭素数2〜25のアクリロイル基以外のアシル基である。
炭素数1〜25のアルキル基またはアルケニル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ノニル基等が挙げられる。また、これらアルキル基またはアルケニル基は直鎖状でも分枝状でもよく、さらには、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アリール基、エポキシ基等の置換基で置換されていてもよい。
炭素数1〜25のアルコキシアルキル基としては、メトキシブチル基、エトキシブチル基、ブトキシブチル基、メトキシノニル基等が挙げられる。
炭素数6〜25のアリール基としては、フェニル基、トルイル基、アントラニル基、オクチルフェニル基等が挙げられる。(メタ)アクリロイル基以外のアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、オレイル基等が挙げられる。
一般式(8)におけるm’’は、R29が水素原子の場合、すなわちアクリロイルオキシ基またはアクリロイルチオ基を重合性基として有する場合には1〜70の範囲の整数であり、R29がメチル基の場合、すなわちメタクリロイルオキシ基またはメタクリロイルチオ基を重合性基として有する場合にはm’’は4〜70の整数であり、またm’’’は0〜70の範囲の整数である。
In the general formula (8), R 29 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 30 and R 31 are each independently a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group. R 32 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, an alkenyl group, an alkoxyalkyl group or a haloalkyl group, an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, or an acyl group other than an acryloyl group having 2 to 25 carbon atoms.
Examples of the alkyl group or alkenyl group having 1 to 25 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a nonyl group. These alkyl groups or alkenyl groups may be linear or branched, and may be further substituted with a substituent such as a halogen atom, a hydroxyl group, an aryl group, or an epoxy group.
Examples of the alkoxyalkyl group having 1 to 25 carbon atoms include a methoxybutyl group, an ethoxybutyl group, a butoxybutyl group, and a methoxynonyl group.
Examples of the aryl group having 6 to 25 carbon atoms include a phenyl group, a toluyl group, an anthranyl group, and an octylphenyl group. Examples of the acyl group other than the (meth) acryloyl group include an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a valeryl group, and an oleyl group.
M ″ in the general formula (8) is an integer in the range of 1 to 70 when R 29 is a hydrogen atom, that is, when it has an acryloyloxy group or an acryloylthio group as a polymerizable group, and R 29 is methyl. In the case of a group, that is, when having a methacryloyloxy group or a methacryloylthio group as a polymerizable group, m ″ is an integer of 4 to 70, and m ′ ″ is an integer of 0 to 70.
一般式(8)で示される低硬度モノマーの具体的としては、平均分子量526のポリエチレングリコールメタアクリレート、平均分子量360のポリエチレングリコールメタアクリレート、平均分子量475のメチルエテルポリエチレングリコールメタアクリレート、平均分子量1,000のメチルエーテルポリエチレングリコールメタアクリレート、平均分子量375のポリプロピレングリコールメタアクリレート、平均分子量430のポリプロピレンメタアクリレート、平均分子量622のポリプロピレンメタアクリレート、平均分子量620のメチルエーテルポリプロピレングリコールメタアクリレート、平均分子量566のポリテトラメチレングリコールメタアクリレート、平均分子量2,034のオクチルフェニルエーテルポリエチレングリコールメタクリレート、平均分子量610のノニルエーテルポリエチレングリコールメタクリレート、平均分子量640のメチルエーテルポリエチレンチオグリコールメタクリレート、平均分子量498のパーフルオロヘブチルエチレングリコールメタクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アタリレート等が挙げられる。一般式(8)で示される低硬度モノマーの平均分子量の好ましい範囲は200〜2500、より好ましくは300〜700である。なお、本発明における平均分子量は、質量平均分子量である。 Specific examples of the low hardness monomer represented by the general formula (8) include polyethylene glycol methacrylate having an average molecular weight of 526, polyethylene glycol methacrylate having an average molecular weight of 360, methyl ether polyethylene glycol methacrylate having an average molecular weight of 475, an average molecular weight of 1, 000 methyl ether polyethylene glycol methacrylate, polypropylene glycol methacrylate having an average molecular weight of 375, polypropylene methacrylate having an average molecular weight of 430, polypropylene methacrylate having an average molecular weight of 622, methyl ether polypropylene glycol methacrylate having an average molecular weight of 620, poly having an average molecular weight of 566 Tetramethylene glycol methacrylate, octylphenyl ether polyester having an average molecular weight of 2,034 Examples include lenglycol methacrylate, nonyl ether polyethylene glycol methacrylate having an average molecular weight of 610, methyl ether polyethylene thioglycol methacrylate having an average molecular weight of 640, and polyalkylene glycol (meth) acrylates such as perfluorohebutylethylene glycol methacrylate having an average molecular weight of 498. . The preferable range of the average molecular weight of the low hardness monomer represented by the general formula (8) is 200 to 2500, more preferably 300 to 700. In addition, the average molecular weight in this invention is a mass average molecular weight.
前記一般式(9)におけるR33は水素原子またはメチル基であり、R33が水素原子の場合には、R34は炭素数1〜20のアルキル基であり、R33がメチル基の場合には、R34は炭素数8〜40のアルキル基である。これらアルキル基は直鎖状でも分枝状でもよく、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルコキシル基、アシル基、エポキシ基等の置換基で置換されていてもよい。
一般式(9)で示される低硬度モノマーの具体的としては、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタアクリレート、エチルヘキシルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアタリレート、ブチルアタリレート、ラウリルアクリレート等を挙げることができる。
これら式(6)〜(9)で表される低硬度モノマーの中でも、平均分子量475のメチルエテルポリエチレングリコールメタアクリレート、平均分子量1,000のメチルエーテルポリエチレングリコールメタアクリレート、トリアルキレングリコールジアクリレート、テトラアルキレングリコールジアクリレート、ノニルアルキレングリコールジアクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ラウリルアクリレートが特に好ましい。
前記式(6)〜(9)で示される化合物でも、置換基の組み合わせによっては単独重合体のLスケールロックウェル硬度が40以上を示すものがあるが、その場合には、これらの化合物は前述した高硬度モノマーまたは後述する中硬度モノマーに分類される。
In the general formula (9), R 33 is a hydrogen atom or a methyl group. When R 33 is a hydrogen atom, R 34 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 33 is a methyl group. R 34 is an alkyl group having 8 to 40 carbon atoms. These alkyl groups may be linear or branched and may be substituted with a substituent such as a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxyl group, an acyl group, or an epoxy group.
Specific examples of the low hardness monomer represented by the general formula (9) include stearyl methacrylate, lauryl methacrylate, ethylhexyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate and lauryl acrylate.
Among these low-hardness monomers represented by the formulas (6) to (9), methyl ether polyethylene glycol methacrylate having an average molecular weight of 475, methyl ether polyethylene glycol methacrylate having an average molecular weight of 1,000, trialkylene glycol diacrylate, tetra Alkylene glycol diacrylate, nonyl alkylene glycol diacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate and lauryl acrylate are particularly preferred.
Even in the compounds represented by the above formulas (6) to (9), depending on the combination of the substituents, there are those in which the L-scale Rockwell hardness of the homopolymer is 40 or more. The high hardness monomer or the medium hardness monomer described later.
前記高硬度モノマーでも低硬度モノマーでもないモノマー、すなわち、単独硬化体のLスケールロックウェル硬度が40を超え60未満を示すモノマー(中硬度モノマーと称す場合がある)として、例えば、平均分子量650のポリテトラメチレングリコールジメタアクリレート、平均分子量1,400のポリテトラメチレングリコールジメタアクリレート、ビス(2−メタクリロイルオキシエチルチオエチル)スルフィド等の2官能(メタ)アタリレート;ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、酒石酸ジアリル、エポキシこはく酸ジアリル、ジアリルフマレート、クロレンド酸ジアリル、ヘキサフタル酸ジアリル、アリルジグリコールカーボネート等の多価アリル化合物;1,2−ビス(メタクリロイルチオ)エタン、ビス(2−アクリロイルチオエチル)エーテル、1,4−ビス(メタクリロイルチオメチル)ベンゼン等の多価チオアクリル酸および多価チオメタクリル酸エステル化合物;アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等の不飽和カルボン酸;メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、メタクリル酸ビフェニル等のアクリル酸およびメタクリル酸エステル化合物;フマル酸ジエチル、フマル酸ジフェニル等のフマル酸エステル化合物;メチルチオアクリレート、ベンジルチオアクリレート、ベンジルチオメタクリレート等のチオアクリル酸およびチオメタクリル酸エステル化合物;スチレン、クロロスチレン、メチルスチレン、ビニルナフタレン、α−メチルスチレンダイマー、ブロモスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルピロリドン等のビニル化合物;オレイルメタクリレート、ネロールメタクリレート、ゲラニオールメタクリレート、リナロールメタクリレート、ファルネソールメタクリレート等の分子中に不飽和結合を有する炭化水素鎖の炭素数が6〜25の(メタ)アタリレートなどのラジカル重合性単官能単量体等が挙げられる。 Examples of the monomer that is neither a high-hardness monomer nor a low-hardness monomer, that is, a monomer that exhibits an L scale Rockwell hardness of more than 40 and less than 60 (sometimes referred to as a medium hardness monomer), for example, having an average molecular weight of 650 Polytetramethylene glycol dimethacrylate, polytetramethylene glycol dimethacrylate having an average molecular weight of 1,400, bifunctional (meth) acrylates such as bis (2-methacryloyloxyethylthioethyl) sulfide; diallyl phthalate, diallyl isophthalate, Polyallyl compounds such as diallyl tartrate, diallyl epoxy succinate, diallyl fumarate, diallyl chlorendate, diallyl hexaphthalate, allyl diglycol carbonate; 1,2-bis (methacryloylthio) ethane, bis (2 Polyacrylic acid and polyvalent thiomethacrylic acid ester compounds such as acryloylthioethyl) ether and 1,4-bis (methacryloylthiomethyl) benzene; unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid and maleic anhydride; methacryl Acrylic acid and methacrylic acid ester compounds such as methyl acid, butyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, biphenyl methacrylate; fumaric acid ester compounds such as diethyl fumarate and diphenyl fumarate; methylthioacrylate Thioacrylic acid and thiomethacrylic acid ester compounds such as benzylthioacrylate and benzylthiomethacrylate; styrene, chlorostyrene, methylstyrene, vinylnaphthalene, α-methyls Vinyl compounds such as ethylene dimer, bromostyrene, divinylbenzene, vinylpyrrolidone; oleyl methacrylate, nerol methacrylate, geraniol methacrylate, linalool methacrylate, farnesol methacrylate, etc., and the hydrocarbon chain having an unsaturated bond in the molecule has 6 to 6 carbon atoms And a radically polymerizable monofunctional monomer such as 25 (meth) acrylate.
これらの中硬度モノマーを使用することも可能であり、前記高硬度モノマー、低硬度モノマーおよび中硬度モノマーは適宜混合して使用できる。硬化性組成物の硬化体の耐溶剤性や硬度、耐熱性等の硬化体特性、あるいは発色濃度や退色速度等のフォトクロミック特性のバランスを良好なものとするため、前記ラジカル重合性単量体中、低硬度モノマーは5〜70質量%、高硬度モノマーは5〜95質量%であることが好ましい。さらに、配合される高硬度モノマーとして、ラジカル重合性基を3つ以上有する単量体が、その他のラジカル重合性単量体中少なくとも5質量%以上配合されていることが特に好ましい。 These medium hardness monomers can also be used, and the high hardness monomer, the low hardness monomer, and the medium hardness monomer can be appropriately mixed and used. In order to improve the balance of the cured product properties such as solvent resistance, hardness, heat resistance, etc. of the cured product of the curable composition, or photochromic properties such as color density and fading speed, The low-hardness monomer is preferably 5 to 70% by mass, and the high-hardness monomer is preferably 5 to 95% by mass. Further, as the high hardness monomer to be blended, it is particularly preferable that a monomer having three or more radical polymerizable groups is blended in at least 5% by mass or more in other radical polymerizable monomers.
(ii)フォトクロミック色素
フォトクロミック液に添加し得るフォトクロミック色素としては、公知のものを使用することができ、例えば、フルギミド化合物、スピロオキサジン化合物、クロメン化合物等のフォトクロミック化合物が挙げられ、本発明においては、これらのフォトクロミック化合物を特に制限なく使用することができる。
前記フルギミド化合物、スピロオキサジン化合物およびクロメン化合物としては、例えば、特開平2−28154号公報、特開昭62−288830号公報、WO94/22850号明細書、WO96/14596号明細書などに記載されている化合物が好適に使用できる。
また、優れたフォトクロミック性を有する化合物として、例えば、特開2001−114775号公報、特開2001−031670号公報、特開2001−011067号公報、特開2001−011066号公報、特開2000−347346号公報、特開2000−34476号公報、特開2000−3044761号公報、特開2000−327676号公報、特開2000−327675号公報、特開2000−256347号公報、特開2000−229976号公報、特開2000−229975号公報、特開2000−229974号公報、特開2000−229973号公報、特開2000−229972号公報、特開2000−219687号公報、特開2000−219686号公報、特開2000−219685号公報、特開平11−322739号公報、特開平11−286484号公報、特開平11−279171号公報、特開平10−298176号公報、特開平09−218301号公報、特開平09−124645号公報、特開平08−295690号公報、特開平08−176139号公報、特開平08−157467号公報等に開示された化合物も好適に使用することができる。
(Ii) Photochromic dye As the photochromic dye that can be added to the photochromic liquid, known ones can be used, and examples thereof include photochromic compounds such as fulgimide compounds, spirooxazine compounds, and chromene compounds. In the present invention, These photochromic compounds can be used without particular limitation.
Examples of the fulgimide compound, spirooxazine compound, and chromene compound are described in, for example, JP-A-2-28154, JP-A-62-228830, WO94 / 22850, and WO96 / 14596. Can be preferably used.
Examples of compounds having excellent photochromic properties include, for example, JP 2001-114775 A, JP 2001-031670 A, JP 2001-011067 A, JP 2001-011066 A, JP 2000-347346 A. JP, JP 2000-34476, JP 2000-3044761, JP 2000-327676, JP 2000-327675, JP 2000-256347, JP 2000-229976. JP-A 2000-229975, JP-A 2000-229974, JP-A 2000-229773, JP-A 2000-229972, JP-A 2000-219687, JP-A 2000-219686, Open 2000-19685 JP-A-11-322739, JP-A-11-286484, JP-A-11-279171, JP-A-10-298176, JP-A-09-218301, JP-A-09-124645, The compounds disclosed in JP-A-08-295690, JP-A-08-176139, JP-A-08-157467 and the like can also be suitably used.
これらフォトクロミック化合物の中でも、クロメン系フォトクロミック化合物は、フォトクロミック特性の耐久性が他のフォトクロミック化合物に比べ高く、さらにフォトクロミック特性の発色濃度および退色速度の向上が他のフォトクロミック化合物に比べて特に大きいため特に好適に使用することができる。さらに、これらクロメン系フォトクロミック化合物中でもその分子量が540以上の化合物は、本発明によるフォトクロミック特性の発色濃度および退色速度の向上が他のクロメン系フォトクロミック化合物に比べて特に大きいため好適に使用することができる。 Among these photochromic compounds, chromene-based photochromic compounds are particularly suitable because they have higher photochromic property durability than other photochromic compounds, and the improvement in color density and fading speed of photochromic properties is particularly large compared to other photochromic compounds. Can be used for Further, among these chromene-based photochromic compounds, those having a molecular weight of 540 or more can be suitably used because the improvement in the color density and the fading speed of the photochromic properties according to the present invention is particularly large compared to other chromene-based photochromic compounds. .
さらに、その発色濃度、退色速度、耐久性等の各種フォトクロミック特性が特に良好なクロメン化合物としては、下記一般式(12)で表されるものが好ましい。
[式中、下記一般式(13):
R41およびR42は、それぞれ独立に、下記一般式(14)、
なお、前記一般式(14)、(15)、前記R41およびR42にて説明した置換アリール基および置換ヘテロアリール基における置換基としては、前記R43〜R44と同様の基が挙げられる。
[In the formula, the following general formula (13):
R 41 and R 42 each independently represent the following general formula (14),
In addition, examples of the substituent in the substituted aryl group and the substituted heteroaryl group described in the general formulas (14) and (15) and R 41 and R 42 include the same groups as in R 43 to R 44. .
前記一般式(12)で示されるクロメン化合物のなかでも、発色濃度、退色速度等のフォトクロミック特性および耐久性の点から、下記一般式(16)〜(21)で示される化合物が特に好適である。
上記一般式(16)〜(21)で示されるクロメン化合物の中でも、下記構造のクロメン化合物が特に好ましい。
これらフォトクロミック化合物は適切な発色色調を発現させるため、複数の種類のものを適宜混合して使用することができる。 These photochromic compounds can be used by appropriately mixing a plurality of types in order to develop an appropriate color tone.
本発明では、フォトクロミック液中のフォトクロミック色素濃度によってフォトクロミック膜の硬化状態を制御することができる。光重合により硬化反応を行う場合、重合のために光照射を行うと、その光に応答してフォトクロミック色素が発色するため、重合用に照射された光の膜内部への透過が抑制される。これにより、重合用に照射された光が入射する面近傍で硬化反応を良好に進行させるとともに、他方の面での硬化反応の進行を抑えることができる。上記の効果を得るためには、フォトクロミック液中のフォトクロミック色素の濃度は、前記重合性成分100質量部(ラジカル重合性単量体等)に対して、0.01〜20質量部とすることが好ましく、0.1〜10質量部とすることが更に好ましい。 In the present invention, the cured state of the photochromic film can be controlled by the photochromic dye concentration in the photochromic liquid. When a curing reaction is performed by photopolymerization, when light irradiation is performed for polymerization, a photochromic dye develops color in response to the light, so that transmission of light irradiated for polymerization into the film is suppressed. This makes it possible to favorably advance the curing reaction in the vicinity of the surface on which the light irradiated for polymerization is incident, and to suppress the progress of the curing reaction on the other surface. In order to acquire said effect, the density | concentration of the photochromic pigment | dye in a photochromic liquid shall be 0.01-20 mass parts with respect to 100 mass parts (radical polymerizable monomers etc.) of the said polymeric components. Preferably, the content is 0.1 to 10 parts by mass.
(iii)重合開始剤
フォトクロミック液に添加する重合開始剤は、重合方法に応じて、公知の熱重合開始剤および光重合開始剤から適宜選択することができる。
光重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ベンゾフェノール、アセトフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−イソプロピルチオオキサントン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォシフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニル−フォスフィンオキサイド、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1等が挙げられ、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−イソプロピルチオオキサントン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォシフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニル−フォスフィンオキサイドが好ましい。
これら光重合開始剤は、複数の種類のものを適宜混合して使用することができる。光重合開始剤のフォトクロミック液全量に対する配合量としては、前記重合性成分100質量部(ラジカル重合性単量体等)に対して、通常0.001〜5質量部であり、0.1〜1質量部であると好ましい。
(Iii) Polymerization initiator The polymerization initiator added to the photochromic liquid can be appropriately selected from known thermal polymerization initiators and photopolymerization initiators according to the polymerization method.
The photopolymerization initiator is not particularly limited. For example, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin butyl ether, benzophenol, acetophenone, 4,4′-dichlorobenzophenone, diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1- Phenylpropan-1-one, benzylmethyl ketal, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-isopropylthiooxane, bis (2 , 6-Dimethoxybenzoyl-2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl-phosphine And 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 and the like, such as 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-isopropylthiooxanthone, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-Trimethyl-pentylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl-phosphine oxide are preferred.
These photopolymerization initiators can be used by appropriately mixing a plurality of types. As a compounding quantity with respect to the photochromic liquid whole quantity of a photoinitiator, it is 0.001-5 mass parts normally with respect to 100 mass parts of said polymeric components (radical polymerizable monomer etc.), and 0.1-1 It is preferable that it is a mass part.
また、フォトクロミック膜を熱重合により形成する場合、使用可能な熱重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド、p−クロロベンゾイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド;t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシジカーボネート、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等のパーオキシエステル;ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルオキシカーボネート等のパーカーボネート類;2,2’−アゾピスイソプチロニトリル、2,2’−アゾピス(4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カーボニトリル)等のアゾ化合物等挙げられる。
これら熱重合開始剤の使用量は、重合条件や開始剤の種類、重合性単量体の種類や組成によって異なるが、通常、前記重合性成分100質量部に対して0,01〜10質量部の範囲とすることが好適である。上記熱重合開始剤は単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。
When the photochromic film is formed by thermal polymerization, usable thermal polymerization initiators include diacyl peroxides such as benzoyl peroxide, p-chlorobenzoyl peroxide, decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, and acetyl peroxide; Peroxyesters such as t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxydicarbonate, cumylperoxyneodecanate, t-butylperoxybenzoate; diisopropylperoxydicarbonate, di-2- Percarbonates such as ethylhexyl peroxydicarbonate and di-sec-butyloxycarbonate; 2,2′-azopisisoptyronitrile, 2,2′-azopis (4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobi (2-methylbutyronitrile), and azo compounds such as 1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile).
The amount of these thermal polymerization initiators used varies depending on the polymerization conditions, the type of initiator, the type and composition of the polymerizable monomer, but is usually from 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable component. It is preferable to be in the range. The above thermal polymerization initiators may be used alone or in combination.
(iv)添加剤
フォトクロミック液には、フォトクロミック色素の耐久性の向上、発色速度の向上、退色速度の向上や成形性の向上のために、さらに界面活性剤、酸化防止剤、ラジカル補足剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤、離型剤、着色防止剤、帯電防止剤、蛍光染料、染料、顔料、香料、可塑剤等の添加剤を添加してもよい。これら添加剤としては、公知の化合物が何ら制限なく使用される。
(Iv) Additives The photochromic liquid contains surfactants, antioxidants, radical scavengers, ultraviolet rays for the purpose of improving the durability of the photochromic dye, improving the color development speed, improving the fading speed and improving the moldability. You may add additives, such as a stabilizer, a ultraviolet absorber, a mold release agent, an anti-coloring agent, an antistatic agent, a fluorescent dye, a dye, a pigment, a fragrance | flavor, a plasticizer. As these additives, known compounds are used without any limitation.
前記界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系の何れも使用できるが、重合性単量体への溶解性からノニオン系界面活性剤を用いるのが好ましい。好適に使用できるノニオン系界面活性剤を具体的に挙げると、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、デカグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール・ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、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ソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンフィトステロール・フィトスタノール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンヒマシ油・硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンラノリン・ラノリンアルコール・ミツロウ誘導体、ポリオキシエチレンアルキルアミン・脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルフェニルホルムアルデヒド縮合物、単一鎖ポリオキシエチレンアルキルエーテル等である。界面活性剤の使用に当たっては、2種以上を混合して使用してもよい。界面活性剤の添加量は、前記重合性成分100質量部に対し、0.1〜20質量部の範囲が好ましい。 As the surfactant, any of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and a cationic surfactant can be used, but a nonionic surfactant is preferably used because of its solubility in a polymerizable monomer. Specific examples of nonionic surfactants that can be suitably used include sorbitan fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, decaglycerin fatty acid ester, propylene glycol / pentaerythritol fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbit fatty acid ester , Polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyethylene glycol fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene phytosterol / phytostanol, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene castor oil / cured Castor oil, polyoxyethylene lanolin, lanolin alcohol, beeswax derivative, poly Alkoxy polyoxyethylene alkyl amine fatty acid amides, polyoxyethylene alkylphenyl formaldehyde condensate, a single-chain polyoxyethylene alkyl ethers. In using the surfactant, two or more kinds may be mixed and used. The addition amount of the surfactant is preferably in the range of 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable component.
また、酸化防止剤、ラジカル補足剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤としては、ヒンダードアミン光安定剤、ヒンダードフェノール酸化防止剤、フェノール系ラジカル補足剤、イオウ系酸化防止剤、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物等を好適に使用できる。これら酸化防止剤、ラジカル補足剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤は、2種以上を混合して使用してもよい。さらにこれらの非重合性化合物の使用に当たっては、界面活性剤と酸化防止剤、ラジカル補足剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤を併用して使用してもよい。これら酸化防止剤、ラジカル補足剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤の添加量は、前記重合性成分100質量部に対し、0.001〜20質量部の範囲が好ましい。 Antioxidants, radical scavengers, UV stabilizers, UV absorbers include hindered amine light stabilizers, hindered phenol antioxidants, phenol radical scavengers, sulfur antioxidants, benzotriazole compounds, benzophenones A system compound etc. can be used conveniently. These antioxidants, radical scavengers, ultraviolet stabilizers, and ultraviolet absorbers may be used in combination of two or more. Furthermore, when using these non-polymerizable compounds, surfactants and antioxidants, radical scavengers, UV stabilizers, and UV absorbers may be used in combination. The addition amount of these antioxidants, radical scavengers, ultraviolet stabilizers, and ultraviolet absorbers is preferably in the range of 0.001 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable component.
前記安定剤の中でも、硬化させる際のフォトクロミック色素の劣化防止、または得られたフォトクロミック膜の耐久性向上の観点から好ましい安定剤としては、ヒンダードアミン光安定剤が挙げられる。ヒンダードアミン光安定剤としては、公知の化合物を何ら制限なく用いることができる。その中でも、塗布用に用いる場合、特に、フォトクロミック色素の劣化防止効果を発現する化合物としては、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、旭電化工業(株)製アデカスタブLA−52、LA−62、LA−77、LA−82等を挙げることができる。その添加量は、前記重合性成分100質量部に対し、例えば0.001〜20質量部の範囲であり、0.1〜10質量部の範囲が好ましく、より好適には、1〜10質量部の範囲である。 Among the stabilizers, a hindered amine light stabilizer is a preferable stabilizer from the viewpoint of preventing deterioration of the photochromic dye during curing or improving the durability of the obtained photochromic film. As the hindered amine light stabilizer, known compounds can be used without any limitation. Among them, when used for coating, as a compound that expresses the effect of preventing deterioration of the photochromic dye, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. Examples include ADK STAB LA-52, LA-62, LA-77, and LA-82. The addition amount is, for example, in the range of 0.001 to 20 parts by mass, preferably in the range of 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable component. Range.
また、フォトクロミック液においては、成膜時の均一性を向上させるために、界面活性剤、レベリング剤等を含有させることが好ましく、特にレベリング性を有するシリコーン系・フッ素系レベリング剤を添加することが好ましい。その添加量としては、特に限定されないが、フォトクロミック液全量に対し、通常0.01〜1.0質量%であり、0.05〜0.5質量%の範囲が好ましい。 Further, in the photochromic liquid, it is preferable to contain a surfactant, a leveling agent, etc. in order to improve uniformity during film formation, and it is particularly preferable to add a silicone-based / fluorine-based leveling agent having leveling properties. preferable. Although it does not specifically limit as the addition amount, It is 0.01-1.0 mass% normally with respect to the photochromic liquid whole quantity, and the range of 0.05-0.5 mass% is preferable.
本発明においては、フォトクロミック液に、密着性を向上させるために通常添加される各種成分(カップリング剤等の密着剤、またはカップリング剤の重合触媒)を添加しないことが好ましい。これにより、注型重合(第四工程)後にフォトクロミック膜付きの成形体を成形型から取り出すことが容易になる。また、シランカップリング剤等を含む塗布液は、液保存時に自己重合により液寿命(ポットライフ)が低下するため、そのような成分を含まないことは、作業性の面から好ましい。 In the present invention, it is preferable not to add various components (adhesive agents such as coupling agents or polymerization catalysts for coupling agents) that are usually added to improve the adhesion to the photochromic liquid. Thereby, it becomes easy to take out the molded body with the photochromic film from the mold after the casting polymerization (fourth step). Moreover, since the liquid life (pot life) of the coating liquid containing a silane coupling agent or the like decreases due to self-polymerization during liquid storage, it is preferable from the viewpoint of workability that such a component is not included.
本発明において、フォトクロミック液の調製方法は特に限定されず、所定量の各成分を秤取り混合することにより行うことができる。なお、各成分の添加順序は特に限定されず全ての成分を同時に添加してもよいし、モノマー成分のみを予め混合し、重合させる直前にフォトクロミック色素や他の添加剤を添加・混合してもよい。
前記フォトクロミック液は、25℃での粘度が20〜500cpであることが好ましく、50〜300cpであることがより好ましく、60〜200cpであることが特に好ましい。この粘度範囲とすることにより、フォトクロミック液の塗布が容易となり、所望の厚さのフォトクロミック膜を容易に得ることができる。
In the present invention, the method for preparing the photochromic liquid is not particularly limited, and can be performed by weighing and mixing a predetermined amount of each component. The order of addition of each component is not particularly limited, and all the components may be added simultaneously, or only the monomer component is mixed in advance, and a photochromic dye or other additive may be added and mixed immediately before polymerization. Good.
The photochromic liquid preferably has a viscosity at 25 ° C. of 20 to 500 cp, more preferably 50 to 300 cp, and particularly preferably 60 to 200 cp. By setting it as this viscosity range, application | coating of a photochromic liquid becomes easy and the photochromic film | membrane of desired thickness can be obtained easily.
(2)硬化条件
フォトクロミック膜の硬化処理は、光重合、熱重合のいずれによって行ってもよいが、両面で異なる硬度を有するフォトクロミック膜を得るためには、硬化状態の部分的制御が容易な光重合を用いることが好ましい。光重合を用いる場合、第一モールドのフォトクロミック液塗布面に対して光照射を行うことにより、光照射側の面(フォトクロミック膜最表面)近傍は硬化し、かつ内部が未硬化状態であって、一方の面に適度な柔軟性が付与されたフォトクロミック膜を得ることができる。硬化状態は、光源とモールド表面(フォトクロミック液塗布面)との距離、照度、照射量、照射時間を調整することによって制御することができる。なお、硬化効率を上げるために、光照射を不活性雰囲気下で行うことが好ましい。
(2) Curing conditions The photochromic film may be cured by either photopolymerization or thermal polymerization. However, in order to obtain photochromic films having different hardnesses on both sides, light whose partial control of the cured state is easy. It is preferred to use polymerization. When using photopolymerization, by performing light irradiation on the photochromic liquid application surface of the first mold, the vicinity of the light irradiation side surface (photochromic film outermost surface) is cured, and the inside is in an uncured state, A photochromic film having an appropriate flexibility on one surface can be obtained. The cured state can be controlled by adjusting the distance between the light source and the mold surface (photochromic liquid application surface), illuminance, irradiation amount, and irradiation time. In order to increase the curing efficiency, it is preferable to perform light irradiation in an inert atmosphere.
照射する光は、フォトクロミック液に含まれる重合開始剤に応じて選択すればよいが、前述のように、フォトクロミック色素の発色により硬化反応を制御するためには、フォトクロミック色素が応答する波長の光、例えば波長150〜380nmの光、好ましくは紫外線(波長200〜380nm程度)を使用することができる。 The light to be irradiated may be selected according to the polymerization initiator contained in the photochromic liquid, but as described above, in order to control the curing reaction by the color development of the photochromic dye, light having a wavelength to which the photochromic dye responds, For example, light having a wavelength of 150 to 380 nm, preferably ultraviolet light (having a wavelength of about 200 to 380 nm) can be used.
紫外線の光源としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、カーボンアーク、殺菌灯、無電極ランプ等の公知の光源を使用することができる。光源とモールド表面との距離、照射量、照射時間は、フォトクロミック液の組成や塗布量を考慮して調整することが好ましい。具体的には、照射量は1〜100J/cm2とすることができ、1〜75J/cm2することが好ましい。例えば、光源とモールド表面との距離は100〜300mm、照度は100〜250mW/cm2、照射時間は10〜400秒とすることができる。照射時間に関しては10〜300秒であるとさらに好適である。 As the ultraviolet light source, known light sources such as an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a xenon lamp, a carbon arc, a germicidal lamp, and an electrodeless lamp can be used. The distance between the light source and the mold surface, the irradiation amount, and the irradiation time are preferably adjusted in consideration of the composition of the photochromic liquid and the coating amount. Specifically, the irradiation amount can be 1 to 100 J / cm 2, and preferably 1 to 75 J / cm 2 . For example, the distance between the light source and the mold surface can be 100 to 300 mm, the illuminance can be 100 to 250 mW / cm 2 , and the irradiation time can be 10 to 400 seconds. The irradiation time is more preferably 10 to 300 seconds.
前述のように、第一モールドのフォトクロミック液塗布面に対して光照射を行うことにより、最表面が硬化し、かつ内部に未硬化の硬化性成分を含むフォトクロミック膜を形成することができる。なお、第一モールドとして光透過性の素材(例えばガラス)からなるモールドを使用し、第一モールドを介して光照射を行うことにより、モールド表面と対向している面近傍の硬度を調整することもできる。これにより、フォトクロミック膜の耐久性を確保することができる。但し、通常、モールド表面と対向している面は、使用時には入射面側に位置するため、モールドを介して光照射を行う場合には、入射面側でのフォトクロミック色素の動き易さを確保できる程度の光照射とすべきである。モールドを介した光照射は、フォトクロミック液塗布面に対する光照射よりも低い照射量、例えば0.1〜30J/cm2の照射量で行うことが好ましい。また、後述するようにフォトクロミック膜上にハードコートや反射防止膜を設ける場合には、それらによってフォトクロミック膜表面が保護されるため、モールドを介した光照射を行うことなく耐久性を確保することができる。 As described above, by irradiating the photochromic liquid application surface of the first mold with light, the outermost surface can be cured and a photochromic film containing an uncured curable component inside can be formed. In addition, using a mold made of a light-transmitting material (for example, glass) as the first mold, and adjusting the hardness in the vicinity of the surface facing the mold surface by performing light irradiation through the first mold. You can also. Thereby, the durability of the photochromic film can be ensured. However, since the surface facing the mold surface is normally located on the incident surface side during use, the ease of movement of the photochromic dye on the incident surface side can be ensured when light irradiation is performed through the mold. The degree of light irradiation should be. The light irradiation through the mold is preferably performed at a lower irradiation amount than the light irradiation on the photochromic liquid application surface, for example, an irradiation amount of 0.1 to 30 J / cm 2 . In addition, when a hard coat or an antireflection film is provided on the photochromic film as will be described later, the surface of the photochromic film is protected by them, so that durability can be ensured without performing light irradiation through a mold. it can.
(3)フォトクロミック膜の厚さ
フォトクロミック膜の硬化状態は、フォトクロミック膜の厚さによっても調整することができる。フォトクロミック膜が過度に薄いと、照射した光の大部分が膜を透過し、膜全体の重合が進行するため、第一モールドと対向する面に適度な柔軟性を付与することが困難となる。また、フォトクロミック膜において色素が動き易い部分が少なくなるため、発退色の反応速度や発色濃度を向上することが困難となる。以上の点から、フォトクロミック膜の厚さは、10μm以上であることが好ましく、20〜60μmであることが更に好ましい。
(3) Thickness of photochromic film The cured state of the photochromic film can also be adjusted by the thickness of the photochromic film. If the photochromic film is excessively thin, most of the irradiated light passes through the film and polymerization of the entire film proceeds, making it difficult to impart appropriate flexibility to the surface facing the first mold. In addition, since the portion where the dye easily moves in the photochromic film is reduced, it is difficult to improve the reaction speed and color density of the color fading. From the above points, the thickness of the photochromic film is preferably 10 μm or more, and more preferably 20 to 60 μm.
前述のようにフォトクロミック膜中の硬化状態を制御することによって、硬化性成分が硬化することによって形成された硬化樹脂と未硬化の硬化性成分を含むフォトクロミック膜を得ることができる。フォトクロミック膜の最表面(注型重合時のレンズ原料液と接する面)およびその近傍は、硬化樹脂を主成分として含むことが好ましく、一方、モールド表面と接触する面およびその近傍における硬化樹脂含有率は、最表面およびその近傍における硬化樹脂含有率より低いことが好ましい。こうして、入射面側に適度な柔軟性が付与されたフォトクロミックレンズを得ることができる。なお、上記の「近傍」とは、例えば、表面からフォトクロミック層内部に至る表層部で硬度が徐々に低下する領域である。 By controlling the cured state in the photochromic film as described above, a photochromic film containing a cured resin formed by curing the curable component and an uncured curable component can be obtained. It is preferable that the outermost surface of the photochromic film (the surface in contact with the lens raw material liquid at the time of casting polymerization) and the vicinity thereof contain a cured resin as a main component, while the cured resin content in the surface in contact with the mold surface and the vicinity thereof. Is preferably lower than the cured resin content on the outermost surface and in the vicinity thereof. Thus, it is possible to obtain a photochromic lens with appropriate flexibility on the incident surface side. In addition, said "near" is an area | region where hardness falls gradually in the surface layer part from the surface to the inside of a photochromic layer, for example.
本発明では、前述のようにフォトクロミック膜の硬化状態を制御することにより、フォトクロミック膜最表面の超微小押し込み硬度を500〜5000nmとする。最表面(注型重合時にフォトクロミック液と接する面)の超微小押し込み硬度が500nm未満では、レンズ基材とフォトクロミック膜との密着性が弱くなりフォトクロミックレンズの耐久性が低下するという問題がある。一方、最表面の超微小押し込み硬さが5000nmを超えると、注型重合時に、フォトクロミック膜の未硬化部分とレンズ原料液との混ざり合いが生じ、これによりレンズ内に曇りや脈理が生じて光学特性が低下するという問題がある。フォトクロミック膜最表面の超微小押し込み硬さの下限は、好ましくは600nm、更に好ましくは1000nm、特に好ましくは2500nmであり、その上限は、好ましくは3500nmである。 In the present invention, by controlling the cured state of the photochromic film as described above, the ultra-fine indentation hardness of the outermost surface of the photochromic film is set to 500 to 5000 nm. If the ultra-fine indentation hardness of the outermost surface (the surface in contact with the photochromic liquid during casting polymerization) is less than 500 nm, there is a problem that the adhesion between the lens substrate and the photochromic film is weakened and the durability of the photochromic lens is lowered. On the other hand, if the ultra-fine indentation hardness of the outermost surface exceeds 5000 nm, the uncured portion of the photochromic film and the lens raw material liquid are mixed during cast polymerization, thereby causing fogging and striae in the lens. As a result, there is a problem that the optical characteristics are deteriorated. The lower limit of the ultra fine indentation hardness of the outermost surface of the photochromic film is preferably 600 nm, more preferably 1000 nm, particularly preferably 2500 nm, and the upper limit thereof is preferably 3500 nm.
本発明では、フォトクロミック膜最表面の超微小押し込み硬さを上記範囲とした上で、その反対の面(第一モールド表面と対向する面)の超微小押し込み硬度を最表面よりも小さくする。このように使用時に物体側(入射面側)となる面を柔軟にすることにより、該面近傍でフォトクロミック色素が動き易い状態となる。これにより、所定の波長の光が入射するとすばやく応答して高濃度で発色し、かつ所定の波長の光がない環境下に置かれると速やかに退色するフォトクロミック膜を得ることができる。 In the present invention, the ultra fine indentation hardness of the outermost surface of the photochromic film is set in the above range, and the ultra fine indentation hardness of the opposite surface (the surface facing the first mold surface) is made smaller than that of the outermost surface. . Thus, by making the surface on the object side (incident surface side) flexible during use, the photochromic dye can move easily in the vicinity of the surface. Thus, it is possible to obtain a photochromic film that quickly responds when light of a predetermined wavelength is incident and develops color at a high concentration and quickly fades when placed in an environment where there is no light of a predetermined wavelength.
前述のように、第二工程では、フォトクロミック膜の第一モールドと対向する面の超微小押し込み硬さを反対面より小さくする。この面の超微小押し込み硬さは、800〜5000nmの範囲であることが好ましい。この面は、通常使用時に物体側に配置されるため、この面の超微小押し込み硬さを800nm以上とすることにより、物体側表面近傍でフォトクロミック色素を動き易い状態とすることができる。これにより、所定波長の光が入射するとすばやく応答して高濃度で発色し、また所定波長の光がない環境下におかれると速やかに退色するフォトクロミックレンズを得ることができる。フォトクロミック膜の第一モールドと対向する面の超微小押し込み硬さは、4000nm以下であることが更に好ましく、3500nm以下であることがより一層好ましい。また、フォトクロミック膜の第一モールドと対向する面の超微小押し込み硬さは、より好ましくは900nm以上、更に好ましくは1200nm以上、より一層好ましくは2000nm以上である。 As described above, in the second step, the ultra-fine indentation hardness of the surface facing the first mold of the photochromic film is made smaller than that of the opposite surface. The ultra fine indentation hardness of this surface is preferably in the range of 800 to 5000 nm. Since this surface is disposed on the object side during normal use, the photochromic dye can be easily moved in the vicinity of the object-side surface by setting the ultra-fine indentation hardness of this surface to 800 nm or more. Accordingly, it is possible to obtain a photochromic lens that quickly responds when light of a predetermined wavelength is incident and develops color at a high density and quickly fades when placed in an environment where there is no light of a predetermined wavelength. The ultra-fine indentation hardness of the surface facing the first mold of the photochromic film is more preferably 4000 nm or less, and even more preferably 3500 nm or less. Further, the ultra fine indentation hardness of the surface of the photochromic film facing the first mold is more preferably 900 nm or more, further preferably 1200 nm or more, and still more preferably 2000 nm or more.
なお、上記効果を良好に得るためには、フォトクロミック膜の硬化とレンズ基材の硬化を異なる重合反応によって行うべきである。フォトクロミック膜とレンズ基材の硬化を同種の重合反応によって行うと、レンズ基材の重合反応時にフォトクロミック膜の重合反応も進行してしまい、第二工程において適度な柔軟性を付与した面(第一モールドと対向する面)が硬化してしまい、フォトクロミック色素の動き易さが損なわれるおそれがある。具体的には、本発明では、フォトクロミック膜の硬化は光照射によって行うことが好ましく、レンズ基材の硬化は熱重合によって行うことが好ましい。 In order to obtain the above effect satisfactorily, the photochromic film and the lens substrate should be cured by different polymerization reactions. When the photochromic film and the lens substrate are cured by the same kind of polymerization reaction, the polymerization reaction of the photochromic film also progresses during the polymerization reaction of the lens substrate. The surface facing the mold) is cured, and the ease of movement of the photochromic dye may be impaired. Specifically, in the present invention, the photochromic film is preferably cured by light irradiation, and the lens substrate is preferably cured by thermal polymerization.
本発明における「超微小押し込み硬さ」とは、エリオニクス社製超微小押し込み硬さ試験機ENT−2100を用いて、荷重100mgfをかけることにより測定される値である。測定は、以下のように行うことができる。超微小押し込み硬さの測定方法の概略図を図2に示す。
まず、レンズ基材上のフォトクロミック膜を基材から剥がし、測定対象面が最表面に位置するようにモニターガラス上に固定する。次いで、測定対象面に三角錐形状のダイヤモンド圧子(稜間隔115度)を用いて荷重100mgfをかけて垂直に押し込み、その際の膜の変位量(nm)を測定する。本発明では、この変位量(nm)を超微小押し込み硬さとする。数値が小さいほど硬度が高いことを意味し、数値が大きいほど硬度が低く柔軟であることを意味する。
The “ultra fine indentation hardness” in the present invention is a value measured by applying a load of 100 mgf using an ultrafine indentation hardness tester ENT-2100 manufactured by Elionix. The measurement can be performed as follows. FIG. 2 shows a schematic diagram of a method for measuring the ultra fine indentation hardness.
First, the photochromic film on the lens substrate is peeled off from the substrate and fixed on the monitor glass so that the measurement target surface is located on the outermost surface. Next, using a triangular pyramid-shaped diamond indenter (ridge interval 115 degrees) on the surface to be measured, a load of 100 mgf is applied and the surface is pushed vertically, and the displacement (nm) of the film at that time is measured. In the present invention, this displacement amount (nm) is defined as ultra-fine indentation hardness. A smaller value means higher hardness, and a larger value means lower hardness and flexibility.
上記超微小押し込み硬さにより、測定対象面の表層部の硬さ(柔軟性)を評価することができる。同様に表層部の硬さの指標としては、インデンテーション硬さ、マルテンス硬さ、複合ヤング(Young)率も知られている。 The hardness (flexibility) of the surface layer portion of the measurement target surface can be evaluated by the ultra-fine indentation hardness. Similarly, as an index of the hardness of the surface layer portion, indentation hardness, Martens hardness, and composite Young's modulus are also known.
インデンテーション硬さは、圧子の負荷から除荷までの変位−荷重曲線から求められる値であってISO 14577に規定されている。超微小押し込み硬さと同様にエリオニクス社製超微小押し込み硬さ試験機ENT−2100を用いて負荷開始から除荷までの全過程にわたって押し込み荷重P(mgf)に対応する押し込み深さh(nm)を連続的に測定し、P−h曲線を作成する。作成されたP−h曲線からインデンテーション硬さHを、下記式(1)により求めることができる。
H(mgf/μm2)=Pmax/A …(1)
[Pmax:最大荷重(mgf)、A:圧子投影面積(μm2)]
The indentation hardness is a value obtained from a displacement-load curve from indenter load to unloading and is defined in ISO 14577. The indentation depth h (nm) corresponding to the indentation load P (mgf) over the entire process from the start of load to unloading using the ultrafine indentation hardness tester ENT-2100 manufactured by Elionix Co., Ltd. ) Is measured continuously to create a Ph curve. The indentation hardness H can be obtained from the created Ph curve by the following formula (1).
H (mgf / μm 2 ) = Pmax / A (1)
[Pmax: Maximum load (mgf), A: Indenter projected area (μm 2 )]
また、複合ヤング率E*(mgf/μm2)は、上記P−h曲線から、下記式(2)により求めることができる。
マルテンス硬さも、ISO 14577に規定されている。マルテンス硬さは、荷重Fをかけて圧子を所定の押し込み量hまで押し込んだときに、荷重Fを圧子の侵入した表面積Asで除した値と定義され、塑性および弾性変形の両方の成分が含まれる。試験荷重が負荷された状態で測定される硬さであり、負荷増加時の荷重−押し込み深さ曲線の値から求めることができる。測定は、上記エリオニクス社製超微小押し込み硬さ試験機ENT−2100を用いて行うことができる。 Martens hardness is also defined in ISO 14577. Martens hardness is defined as the value obtained by dividing the load F by the surface area As penetrated by the indenter when the indenter is pushed down to a predetermined pushing amount h with the load F applied, and includes both components of plasticity and elastic deformation. It is. This is the hardness measured with the test load applied, and can be determined from the value of the load-indentation depth curve when the load is increased. The measurement can be performed using the above-mentioned Elionix ultra-fine indentation hardness tester ENT-2100.
インデンテーション硬さによって表すと、第二工程におけるフォトクロミック膜の第一モールドと対向する面については、好ましくは0.5以上、より好ましくは1.2〜10、フォトクロミック膜最表面については、好ましくは1.0以上、より好ましくは1.5〜20である。また、複合ヤング率によって表すと、第二工程におけるフォトクロミック膜の第一モールドと対向する面については、好ましくは1.0以上、より好ましくは3〜150、フォトクロミック膜最表面については、好ましくは3.0以上、より好ましくは6〜300である。マルテンス硬さによって表すと、第二工程におけるフォトクロミック膜の第一モールドと対向する面については、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.2〜5、フォトクロミック膜最表面については、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.5〜10である。なお、第二工程後のフォトクロミック膜の最表面の硬度および第一モールドと対向する面の硬度は、第二工程終了後の工程ではフォトクロミック膜の硬化が実質的に進行しない場合は最終製品上のフォトクロミック膜における測定値と同一とみなすことができる。また、実製品製造と同一条件で第二工程まで実施した後、第一モールド上に形成されたフォトクロミック膜を硬度測定用試料として用いることもできる。 In terms of indentation hardness, the surface facing the first mold of the photochromic film in the second step is preferably 0.5 or more, more preferably 1.2 to 10, and the outermost surface of the photochromic film is preferably It is 1.0 or more, More preferably, it is 1.5-20. In terms of the composite Young's modulus, the surface facing the first mold of the photochromic film in the second step is preferably 1.0 or more, more preferably 3 to 150, and the outermost surface of the photochromic film is preferably 3 0.0 or more, more preferably 6 to 300. In terms of Martens hardness, the surface facing the first mold of the photochromic film in the second step is preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 to 5, and the outermost surface of the photochromic film is preferably 0. .3 or more, more preferably 0.5 to 10. The hardness of the outermost surface of the photochromic film after the second step and the hardness of the surface facing the first mold are the same as those on the final product when the photochromic film does not substantially cure in the step after the second step. It can be regarded as the same as the measured value in the photochromic film. Moreover, after implementing to a 2nd process on the same conditions as real product manufacture, the photochromic film | membrane formed on the 1st mold can also be used as a sample for hardness measurement.
(第三工程)
第三工程では、第二工程において表面にフォトクロミック膜を形成した第一モールドを、レンズの他方の面と対向するように配置するとともに、これら2つのモールドの周囲に環状のガスケットを配置することにより、2つのモールドとガスケットによってキャビティを形成する。ここで、第一モールドは、フォトクロミック膜の最表面が第二モールド表面と対向するように配置される。これにより、フォトクロミック膜はキャビティ内部に位置することになる。
(Third process)
In the third step, the first mold having the photochromic film formed on the surface in the second step is disposed so as to face the other surface of the lens, and an annular gasket is disposed around these two molds. A cavity is formed by two molds and a gasket. Here, the first mold is arranged so that the outermost surface of the photochromic film faces the second mold surface. As a result, the photochromic film is positioned inside the cavity.
前記モールド、ガスケットとしては、通常注型重合に使用されるものをそのまま使用することができるが、モールドとしては、破損及びキズをつきにくくするために化学強化処理を施したガラス製モールドを使用することが好ましい。 As the mold and gasket, those usually used for casting polymerization can be used as they are, but as the mold, a glass mold subjected to chemical strengthening treatment is used in order to prevent damage and scratches. It is preferable.
第一モールド、第二モールドおよびガスケットを前記のように配置することにより構成されたレンズ鋳型の概略図を、図3に示す。以下、図3に基づいて第三工程について説明する。但し、本発明は、図3に示す態様に限定されるものではない。 FIG. 3 shows a schematic diagram of a lens mold configured by arranging the first mold, the second mold, and the gasket as described above. Hereinafter, a 3rd process is demonstrated based on FIG. However, the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG.
図3中、レンズ鋳型1は、レンズの前面(凸面)を形成すべく凹面側に成形面を有する凹面型である第一モールド10、レンズの後面(凹面)を形成すべく凸面側に成形面を有する凸面側に成形面を有する第二モールド11、およびガスケット12によって内部にキャビティ13が形成されている。ガスケット12は、ガスケットの外周ホルダーとして機能し、レンズの厚さを決める役割を果たす。 In FIG. 3, a lens mold 1 includes a first mold 10 which is a concave mold having a molding surface on the concave surface side to form the front surface (convex surface) of the lens, and a molding surface on the convex surface side to form the rear surface (concave surface) of the lens. The cavity 13 is formed in the inside by the 2nd mold 11 which has a shaping | molding surface in the convex surface side which has these, and the gasket 12. FIG. The gasket 12 functions as an outer peripheral holder of the gasket and plays a role of determining the thickness of the lens.
第一モールドおよび第二モールドは、製造治具にて取り扱い可能な非転写面(非使用面101、111)とレンズの光学表面を転写させるための転写面(使用面102、112)を有する。使用面102、112はレンズの光学面形状および表面状態を転写する面である。使用面102上には、第二工程においてフォトクロミック膜が形成されている。 The first mold and the second mold have non-transfer surfaces (non-use surfaces 101 and 111) that can be handled by a manufacturing jig and transfer surfaces (use surfaces 102 and 112) for transferring the optical surface of the lens. The use surfaces 102 and 112 are surfaces that transfer the optical surface shape and surface state of the lens. On the use surface 102, a photochromic film is formed in the second step.
フォトクロミック膜が酸化防止剤を含む場合には、フォトクロミック膜を形成した第一モールドに対し、キャビティ形成前にアニールを施すことが好ましい。これにより、キャビティ内でフォトクロミック膜に含まれる酸化防止剤がレンズ原料液に溶出することを防ぐことができる。アニール条件は、適宜設定することができる。 When the photochromic film contains an antioxidant, it is preferable to anneal the first mold on which the photochromic film is formed before forming the cavity. Thereby, it is possible to prevent the antioxidant contained in the photochromic film from eluting into the lens raw material liquid in the cavity. The annealing conditions can be set as appropriate.
本発明では、第一モールド表面に形成されたフォトクロミック膜の最表面に対して、前記のキャビティ形成に先立って、UVオゾンまたはプラズマによるドライエッチング処理を行うことが好ましい。前記処理を行うことにより、密着剤を使用することなく、レンズ基材とフォトクロミック膜との密着性を高めることができる。なお、フォトクロミック膜が密着剤を含まないことによって得られる効果については、前述の通りである。 In the present invention, it is preferable to perform a dry etching process using UV ozone or plasma on the outermost surface of the photochromic film formed on the surface of the first mold prior to the cavity formation. By performing the said process, the adhesiveness of a lens base material and a photochromic film | membrane can be improved, without using an adhesive agent. Note that the effect obtained by the photochromic film not containing the adhesive is as described above.
前記UVオゾン処理を施すことにより、フォトクロミック膜表面において、分子レベルで結合が切れ、親水性の高い官能基(例えば、-OH,-CHO,-COOH)が発現し、レンズ基材に含まれる物質がフォトクロミック膜成分と結合することにより、レンズ基材とフォトクロミック膜の密着性が向上すると考えられる。また、UVオゾン処理によってフォトクロミック膜に含まれる不純物が洗浄されるため、これら不純物によってレンズ基材との密着性が阻害されなくなることも、密着性向上に寄与すると考えられる。 By applying the UV ozone treatment, on the photochromic film surface, bonds are broken at the molecular level, and highly hydrophilic functional groups (for example, —OH, —CHO, —COOH) are expressed, and substances contained in the lens substrate It is considered that the adhesion between the lens substrate and the photochromic film is improved by binding to the photochromic film component. Further, since impurities contained in the photochromic film are washed by the UV ozone treatment, it is considered that the adhesion with the lens substrate is not inhibited by these impurities, which contributes to the improvement of the adhesion.
図4に、UVオゾン処理の一例を示す。UVオゾン処理は、図4に示すようにUVランプ下にフォトクロミック膜を形成したモールドをフォトクロミック膜が表面に位置するように配置して行うことができる。ここで、UVランプとフォトクロミック膜表面との距離は、照射エネルギーが1〜10mW/cm2程度の場合には、10〜20cmとすることが好ましい。また、処理時間は、例えば5〜600秒とすることができる。 FIG. 4 shows an example of UV ozone treatment. The UV ozone treatment can be performed by arranging a mold in which a photochromic film is formed under a UV lamp as shown in FIG. 4 so that the photochromic film is located on the surface. Here, the distance between the UV lamp and the photochromic film surface is preferably 10 to 20 cm when the irradiation energy is about 1 to 10 mW / cm 2 . The processing time can be set to, for example, 5 to 600 seconds.
また、プラズマ処理の場合、処理条件としては出力100〜300W、処理時間10〜300秒が好ましい。導入ガスは特に限定されないが、大気、酸素、窒素等を使用できる。 In the case of plasma processing, the processing conditions are preferably an output of 100 to 300 W and a processing time of 10 to 300 seconds. The introduced gas is not particularly limited, but air, oxygen, nitrogen and the like can be used.
(第四工程)
第四工程は、第三工程において形成されたキャビティ内へレンズ原料液を注入し、レンズ基材の重合とレンズ基材上へのフォトクロミック膜の形成を行う工程である。
キャビティ内へ注入されるレンズ原料液は、レンズ基材を構成する各種ポリマーの原料モノマー、オリゴマーおよび/またはプレポリマーを含むことができ、共重合体を形成するために2種以上のモノマーの混合物を含むこともできる。レンズ原料液には、必要があればモノマーの種類に応じて選択した触媒を添加することもできる。また、レンズ原料液には、通常使用される各種添加剤を含むこともできる。
(Fourth process)
The fourth step is a step of injecting the lens raw material solution into the cavity formed in the third step, and polymerizing the lens base material and forming a photochromic film on the lens base material.
The lens raw material liquid injected into the cavity may contain raw material monomers, oligomers and / or prepolymers of various polymers constituting the lens base material, and a mixture of two or more monomers to form a copolymer. Can also be included. If necessary, a catalyst selected according to the kind of monomer can be added to the lens raw material liquid. The lens raw material liquid may also contain various commonly used additives.
前記レンズ基材としては、通常プラスチックレンズとして使用される種々の基材を用いることができる。前記レンズ基材としては、例えば、メチルメタクリレートと一種以上の他のモノマーとの共重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートと一種以上の他のモノマーとの共重合体、ポリウレタンとポリウレアの共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリチオウレタン、エン−チオール反応を利用したスルフィド樹脂、硫黄を含むビニル重合体等が挙げられる。上記中、ウレタン系が好適であるが、これらに限定されるものではない。また、前記レンズ基材は、プラスチックレンズ基材であることが好ましく、眼鏡用プラスチックレンズ基材であることが更に好ましい。 As the lens substrate, various substrates usually used as a plastic lens can be used. Examples of the lens substrate include a copolymer of methyl methacrylate and one or more other monomers, a copolymer of diethylene glycol bisallyl carbonate and one or more other monomers, a copolymer of polyurethane and polyurea, and polycarbonate. , Polystyrene, polyvinyl chloride, unsaturated polyester, polyethylene terephthalate, polyurethane, polythiourethane, sulfide resin utilizing ene-thiol reaction, vinyl polymer containing sulfur, and the like. Of these, urethane systems are preferred, but not limited thereto. The lens base material is preferably a plastic lens base material, more preferably a plastic lens base material for spectacles.
なお、従来のように、プラスチックレンズ上にフォトクロミック色素を含む塗布液を塗布し、該塗布液を硬化することによりフォトクロミック膜付きレンズを得る方法では、紫外線照射によりフォトクロミック膜を形成する場合には、レンズ基材に紫外線吸収剤が含まれると、レンズ基材側から紫外線照射を行っても、照射した紫外線の大部分はレンズ基材に吸収されてしまう。従って、この場合には、フォトクロミック膜側から紫外線照射をすることになる。しかし、この方法では、フォトクロミック膜のレンズ基材と対向する面の硬度を、他方の面より高めることは難しい。それに対し、本発明のフォトクロミックレンズの製造方法によれば、フォトクロミック膜に予め所望の硬化処理を施すことができるため、レンズ基材に紫外線吸収剤が含まれていても、前記基材上に所望の硬度を有するフォトクロミック膜を形成することができる。そのため、本発明の方法は、レンズ基材に紫外線吸収剤を含むフォトクロミックレンズを得る方法として、特に好適である。 In addition, in the conventional method of applying a coating liquid containing a photochromic dye on a plastic lens and curing the coating liquid to obtain a lens with a photochromic film, when a photochromic film is formed by ultraviolet irradiation, If the lens substrate contains an ultraviolet absorber, even if the ultraviolet ray is irradiated from the lens substrate side, most of the irradiated ultraviolet ray is absorbed by the lens substrate. Therefore, in this case, ultraviolet irradiation is performed from the photochromic film side. However, with this method, it is difficult to increase the hardness of the surface of the photochromic film that faces the lens substrate as compared with the other surface. On the other hand, according to the photochromic lens manufacturing method of the present invention, the photochromic film can be preliminarily subjected to a desired curing treatment. Therefore, even if the lens base material contains an ultraviolet absorber, it is desired on the base material. Can be formed. Therefore, the method of the present invention is particularly suitable as a method for obtaining a photochromic lens containing a UV absorber in a lens substrate.
前記キャビティ内へのレンズ原料液の注入およびその後の重合反応は、通常の注型重合と同様に行うことができる。本発明では、フォトクロミック膜の硬化処理を光重合によって行うことが好ましく、他方、レンズ基材の硬化処理は、熱重合によって行うことが好ましい。前述のように、フォトクロミック膜とレンズ基材の硬化処理を、同種の重合反応によって行う場合には、一方の重合反応により他方が影響を受けてしまうため、フォトクロミック膜とレンズ基材の重合状態を別個に制御することは困難となる。それに対し、光重合によって形成されたフォトクロミック膜をキャビティ内でレンズ基材上に形成する場合、レンズ基材の硬化を加熱によって行えば、この加熱によってはフォトクロミック膜の重合が進行することはないため、所定の硬化状態を維持した状態のフォトクロミック膜をレンズ基材上に形成することができる。 The injection of the lens raw material liquid into the cavity and the subsequent polymerization reaction can be performed in the same manner as in the usual casting polymerization. In the present invention, the photochromic film is preferably cured by photopolymerization, while the lens substrate is preferably cured by thermal polymerization. As described above, when the curing treatment of the photochromic film and the lens base material is performed by the same kind of polymerization reaction, the polymerization state of the photochromic film and the lens base material is affected because one of the polymerization reactions affects the other. It becomes difficult to control separately. On the other hand, when the photochromic film formed by photopolymerization is formed on the lens substrate in the cavity, if the lens substrate is cured by heating, polymerization of the photochromic film will not proceed by this heating. A photochromic film in a state where a predetermined cured state is maintained can be formed on the lens substrate.
レンズ基材の硬化のための加熱の条件は、レンズ原料液中の硬化性成分の種類や組成(混合物の場合)さらには触媒の種類等により適宜調整できる。そして重合が完了した後にフォトクロミック膜がコーティングされたレンズの形状の成形体を鋳型より離型する。
以上の工程により、レンズ基材上のフォトクロミック膜を有するフォトクロミックレンズを得ることができる。また、得られたフォトクロミックレンズに対しては、ハードコート、反射防止膜等の各種コーティングを公知の方法で形成することもできる。例えば、フォトクロミック膜上にハードコート層を形成することができ、更にハードコート層上に、反射防止膜を形成することもできる。
The heating conditions for curing the lens substrate can be appropriately adjusted according to the type and composition of the curable component in the lens raw material liquid (in the case of a mixture), the type of catalyst, and the like. After the polymerization is completed, the lens-shaped molded body coated with the photochromic film is released from the mold.
Through the above steps, a photochromic lens having a photochromic film on the lens substrate can be obtained. In addition, various coatings such as a hard coat and an antireflection film can be formed on the obtained photochromic lens by a known method. For example, a hard coat layer can be formed on the photochromic film, and an antireflection film can be formed on the hard coat layer.
前記ハードコート層の材料としては、特に限定されず、公知の有機ケイ素化合物及び金属酸化物コロイド粒子よりなるコーティング組成物を使用することができる。
前記有機ケイ素化合物としては、例えば下記一般式(III)で表される有機ケイ素化合物またはその加水分解物が挙げられる。
(R91)a'(R93)b'Si(OR92)4-(a'+b') ・・・(III)
(式中、R91は、グリシドキシ基、エポキシ基、ビニル基、メタアクリルオキシ基、アクリルオキシ基、メルカプト基、アミノ基、フェニル基等を有する有機基、R92は炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアシル基または炭素数6〜10のアリール基、R93は炭素数1〜6のアルキル基または炭素数6〜10のアリール基、a’およびb’はそれぞれ0または1を示す。)
The material for the hard coat layer is not particularly limited, and a coating composition comprising a known organosilicon compound and metal oxide colloidal particles can be used.
Examples of the organosilicon compound include an organosilicon compound represented by the following general formula (III) or a hydrolyzate thereof.
(R 91 ) a ′ (R 93 ) b ′ Si (OR 92 ) 4- (a ′ + b ′) (III)
(In the formula, R 91 is an organic group having a glycidoxy group, an epoxy group, a vinyl group, a methacryloxy group, an acryloxy group, a mercapto group, an amino group, a phenyl group, etc., and R 92 is an alkyl having 1 to 4 carbon atoms. Group, an acyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, R 93 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and a ′ and b ′ are each 0 or 1 is shown.)
前記R92の炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、直鎖または分岐のメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。
前記R92の炭素数1〜4のアシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、オレイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
前記R92の炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、フェニル基、キシリル基、トリル基等が挙げられる。
前記R93の炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、直鎖または分岐のメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。
前記R93の炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、フェニル基、キシリル基、トリル基等が挙げられる。
Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms of R 92 include a linear or branched methyl group, ethyl group, propyl group, and butyl group.
Examples of the acyl group having 1 to 4 carbon atoms of R 92 include an acetyl group, a propionyl group, an oleyl group, and a benzoyl group.
Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms of R 92 include a phenyl group, a xylyl group, and a tolyl group.
Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms of R 93 include a linear or branched methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, and hexyl group.
Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms of R 93 include a phenyl group, a xylyl group, and a tolyl group.
前記一般式(III)で表される化合物の具体例としては、メチルシリケート、エチルシリケート、n−プロピルシリケート、i−プロピルシリケート、n−ブチルシリケート、sec−ブチルシリケート、t−ブチルシリケーテトラアセトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリアミロキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、メチルトリベンジルオキシシラン、メチルトリフェネチルオキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、α−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、δ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、(3、4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、(3、4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリプロポキシシラン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリブトキシシラン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリフェノキシシラン、γ−(3、4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、γ−(3、4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリエトキシシラン、δ−(3、4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリメトキシシラン、δ−(3、4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジメトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジフェノキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルフェニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルフェニルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリアセトキシシラン、3、3、3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、β−シアノエチルトリエトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (III) include methyl silicate, ethyl silicate, n-propyl silicate, i-propyl silicate, n-butyl silicate, sec-butyl silicate, t-butyl silicate tetraacetoxy. Silane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriacetoxysilane, methyltributoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriamyloxysilane, methyltriphenoxysilane, methyltribenzyloxysilane, methyl Triphenethyloxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, α-glycidoxyethyltriethoxysilane, β-glycidoxyethyltrimethoxysilane , Β-glycidoxyethyltriethoxysilane, α-glycidoxypropyltrimethoxysilane, α-glycidoxypropyltriethoxysilane, β-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β-glycidoxypropyltriethoxy Silane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltripropoxysilane, γ-glycidoxypropyltributoxysilane, γ-glycidoxypropyltriphenoxy Silane, α-glycidoxybutyltrimethoxysilane, α-glycidoxybutyltriethoxysilane, β-glycidoxybutyltrimethoxysilane, β-glycidoxybutyltriethoxysilane, γ-glycidoxybutyltrimethoxy Silane, γ-glycidoxybuty Triethoxysilane, δ-glycidoxybutyltrimethoxysilane, δ-glycidoxybutyltriethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) methyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltripropoxysilane, β- (3, 4-epoxycyclohexyl) ethyltributoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriphenoxysilane, γ- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, γ- (3,4-epoxycyclohexyl) Propyltriethoxy Silane, δ- (3,4-epoxycyclohexyl) butyltrimethoxysilane, δ- (3,4-epoxycyclohexyl) butyltriethoxysilane, glycidoxymethylmethyldimethoxysilane, glycidoxymethylmethyldiethoxysilane, α -Glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, α-glycidoxyethylmethyldiethoxysilane, β-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxyethylmethyldiethoxysilane, α-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane , Α-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyl Ethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldipropoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldibutoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiphenoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycid Xylpropylethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylphenyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylphenyldiethoxysilane, ethyl Trimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxyethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriacetate Sisilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-chloropropyltriacetoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ- Mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, β-cyanoethyltriethoxysilane, chloromethyltrimethoxysilane, chloromethyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N -(Β-aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) γ-amino Propylmethyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldiethoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, γ -Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, methylvinyldimethoxysilane, methylvinyldiethoxysilane and the like.
前記金属酸化物コロイド粒子としては、例えば、酸化タングステン(WO3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化チタニウム(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化スズ(SnO2)、酸化ベリリウム(BeO)、酸化アンチモン(Sb2O5)等が挙げられ、単独又は2種以上を併用することができる。 Examples of the metal oxide colloidal particles include tungsten oxide (WO 3 ), zinc oxide (ZnO), silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide ( ZrO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), beryllium oxide (BeO), antimony oxide (Sb 2 O 5 ) and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more.
前記反射防止膜の材質および形成方法は特には限定されず、公知の無機酸化物よりなる単層、多層膜を使用することができる。
この無機酸化物としては、例えば、二酸化ケイ素(SiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化ニオブ(Nb2O5)酸化イットリウム(Y2O3)等が挙げられる
The material and formation method of the antireflection film are not particularly limited, and a single layer or a multilayer film made of a known inorganic oxide can be used.
Examples of the inorganic oxide include silicon dioxide (SiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), and the like. Be mentioned
本発明の方法によって得られるフォトクロミックレンズにおいて、レンズ基材、および必要に応じて設けられるハードコート、反射防止膜の厚さは特に限定されないが、レンズ基材の厚さは、例えば1〜30mm、ハードコートの厚さは、例えば0.5〜10μm、反射防止膜の厚さは、例えば0.1〜5μmとすることができる。また、フォトクロミック膜の厚さについては、前述の通りである。 In the photochromic lens obtained by the method of the present invention, the thickness of the lens substrate and the hard coat provided as necessary and the antireflection film are not particularly limited, but the thickness of the lens substrate is, for example, 1 to 30 mm, The thickness of the hard coat can be, for example, 0.5 to 10 μm, and the thickness of the antireflection film can be, for example, 0.1 to 5 μm. The thickness of the photochromic film is as described above.
以下に、実施例により本発明を更に説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。 In the following, the present invention will be further explained by examples. However, this invention is not limited to the aspect shown in the Example.
[実施例1]
1.フォトクロミック液の調製
プラスチック製容器にトリメチロールプロパントリメタクリレート20質量部、BPEオリゴマー(2,2−ビス(4−メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン)35質量部、EB6A(ポリエステルオリゴマーヘキサアクリレート)10質量部、平均分子量532のポリエチレングリコールジアクリレート10質量部、グリシジルメタクリレート10質量部からなるラジカル重合性単量体100質量部に、フォトクロミック色素として下記クロメン1を3質量部、酸化防止剤としてLS765(ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、メチル(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート)を5質量部、紫外線重合開始剤としてCGI−184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)を0.4質量部、CGI403(ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド)を0.1質量部添加した。その液を自転公転方式攪拌脱泡装置((株)シンキー製AR−250)にて2分間脱泡することで、フォトクロミック液を得た。得られた液の粘度は200mpa/sであった。
[Example 1]
1. Preparation of photochromic liquid 20 parts by mass of trimethylolpropane trimethacrylate, 35 parts by mass of BPE oligomer (2,2-bis (4-methacryloyloxypolyethoxyphenyl) propane), 10 parts by mass of EB6A (polyester oligomer hexaacrylate) in a plastic container In addition, to 100 parts by mass of a radical polymerizable monomer composed of 10 parts by mass of polyethylene glycol diacrylate having an average molecular weight of 532 and 10 parts by mass of glycidyl methacrylate, 3 parts by mass of chromene 1 as a photochromic dye and LS765 (bis ( 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, methyl (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate) 5 parts by mass, CGI- as an ultraviolet polymerization initiator 1 84 parts by weight of 84 (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone) and 0.1 part by weight of CGI403 (bis (2,6-dimethoxybenzoyl-2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide)) were added. Was defoamed for 2 minutes using a rotation and revolution type stirring deaerator (AR-250, manufactured by Shinky Corp.), and a photochromic liquid was obtained with a viscosity of 200 mpa / s.
2.フォトクロミック膜の形成
上記1.で得たフォトクロミック液を用いて、以下の工程によりモールド上にフォトクロミック膜を形成した。
(1)フォトクロミック液を約2g程度、清浄に洗浄されたガラスモールドの凹面側に滴下し、スピンコート法にて600回転で20秒間、コーティングを行った。
(2)その後、窒素雰囲気中で東芝ライラック製UVランプにてモールドの凹面側から紫外線を照射し、フォトクロミック液の硬化処理を行った。紫外線照射は、照射距離330mm、照射時間165秒で行った。
(3)モールド上に形成されたフォトクロミック膜の膜厚を測定すると30ミクロンであった。
(4)次にフォトクロミック膜が付いたガラスモールドを110℃×100分の加熱処理(アニール)をした後、180秒間のUVオゾン処理(メーカー:アイグラフィック社製)を行った。
2. Formation of photochromic film A photochromic film was formed on the mold by the following process using the photochromic solution obtained in the above.
(1) About 2 g of photochromic liquid was dropped on the concave surface side of a cleanly cleaned glass mold, and coating was performed at 600 rpm for 20 seconds by a spin coating method.
(2) Thereafter, the photochromic liquid was cured by irradiating ultraviolet rays from the concave side of the mold with a UV lamp manufactured by Toshiba Lilac in a nitrogen atmosphere. The ultraviolet irradiation was performed at an irradiation distance of 330 mm and an irradiation time of 165 seconds.
(3) The film thickness of the photochromic film formed on the mold was 30 microns.
(4) Next, the glass mold with the photochromic film was subjected to heat treatment (annealing) at 110 ° C. for 100 minutes, and then subjected to 180 seconds of UV ozone treatment (manufactured by Eyegraphic).
3.注型重合
フォトクロミック膜の形成が終了したモールドを使用し、以下の工程によりフォトクロミックレンズを成形した。
(1)フォトクロミック膜を形成したモールドをレンズ凸面となるよう筒状のガスケットに押し込み、レンズ凹面となる面にはフォトクロミック膜が形成されていないモールドを所定量押し込み組み付けをしてキャビティを形成した。
(2)次に、(1)にて形成されたキャビティ内に熱硬化性ウレタン系モノマーを含むレンズ原料を注入し所定の重合プログラムにて加熱重合しモノマーを硬化させた。
(3)重合が終了し硬化したレンズからモールドを離型した。このときモールドに形成されたフォトクロミック膜がレンズに転写された。
(4)フォトクロミック膜が転写されたレンズは外周部を切削後洗浄し、所定のプログラムでアニール処理をした。
以上の工程により、凸面上にフォトクロミック膜を有するメニスカス形状のフォトクロミックレンズを得た。
3. Casting Polymerization A photochromic lens was formed by the following process using a mold in which the formation of the photochromic film was completed.
(1) The mold on which the photochromic film was formed was pressed into a cylindrical gasket so as to be a lens convex surface, and a mold without a photochromic film was pressed into a predetermined amount on the surface to be a lens concave surface and assembled to form a cavity.
(2) Next, a lens raw material containing a thermosetting urethane monomer was injected into the cavity formed in (1), and the monomer was cured by heat polymerization using a predetermined polymerization program.
(3) The mold was released from the cured lens after polymerization. At this time, the photochromic film formed on the mold was transferred to the lens.
(4) The lens to which the photochromic film was transferred was washed after cutting the outer periphery, and annealed with a predetermined program.
Through the above steps, a meniscus photochromic lens having a photochromic film on the convex surface was obtained.
[実施例2](膜厚60μmのフォトクロミック膜形成)
実施例1の2.(1)におけるスピンコート法での回転数を300回転、時間を10秒とした。その他の処理は実施例1と同様に行い、厚さ60ミクロンのフォトクロミック膜を形成した。
[Example 2] (Formation of photochromic film having a film thickness of 60 μm)
Example 1-2. The number of rotations in the spin coating method in (1) was 300 rotations, and the time was 10 seconds. Other treatments were performed in the same manner as in Example 1 to form a photochromic film having a thickness of 60 microns.
[実施例3](モールドの両面から紫外線照射)
実施例1の2.(2)における窒素雰囲気中で東芝ライラック製UVランプによるモールドの凹凸両面から紫外線を照射し、フォトクロミック液の硬化処理を行った。紫外線照射は、照射距離330mm、照射時間は凹面側が165秒、凸面側が90秒で行った。その他の処理は実施例1と同様の方法で行い、厚さ30ミクロンのフォトクロミック膜を形成した。
[Example 3] (UV irradiation from both sides of the mold)
Example 1-2. In the nitrogen atmosphere in (2), ultraviolet rays were irradiated from both sides of the mold using a Toshiba Lilac UV lamp to cure the photochromic liquid. The ultraviolet irradiation was performed at an irradiation distance of 330 mm, and the irradiation time was 165 seconds on the concave surface side and 90 seconds on the convex surface side. Other treatments were performed in the same manner as in Example 1 to form a photochromic film having a thickness of 30 microns.
[参考例](レンズ基材凸面にフォトクロミック液を塗布、凸面側から紫外線照射)
1.フォトクロミック液の調製
実施例1の成分に加えて、密着剤として、エポキシ基を有する有機ケイ素化合物(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)4.8質量部、ラジカル重合性官能基を有する有機ケイ素化合物としてγ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン1.6質量部を攪拌しながら滴下した。十分に攪拌した後、N−メチルジエタノールアミン1.4質量部を秤量滴下し、さらに十分に攪拌混合を行った。その後、シリコーン系レベリング剤Y−7006(ポリオキシアルキレン・ジメチルポリシロキサンコポリマー:日本ユニカー(株)製)を0.1質量部添加混合した後、自転公転方式攪拌脱泡装置((株)シンキー製AR−250)にて2分間脱泡することで、フォトクロミック液を得た。
[Reference example] (Photochromic liquid is applied to the convex surface of the lens substrate, and UV irradiation is applied from the convex surface side)
1. Preparation of photochromic liquid In addition to the components of Example 1, 4.8 parts by mass of an organosilicon compound having an epoxy group (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane) as an adhesive, and organosilicon having a radical polymerizable functional group As a compound, 1.6 parts by mass of γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane was added dropwise with stirring. After sufficiently stirring, 1.4 parts by mass of N-methyldiethanolamine was weighed and dropped, and further sufficiently stirred and mixed. Thereafter, 0.1 part by mass of silicone leveling agent Y-7006 (polyoxyalkylene / dimethylpolysiloxane copolymer: Nippon Unicar Co., Ltd.) was added and mixed. A photochromic solution was obtained by defoaming for 2 minutes using AR-250).
2.フォトクロミックレンズの形成
プラスチックレンズ基材としてポリチオウレタン(HOYA(株)製 商品名EYAS(紫外線吸収剤含有)、中心肉厚2.0mm厚)を60℃、10質量%の水酸化ナトリウム水溶液にて5分間浸漬処理して十分に純水洗浄、乾燥を行った後、上記1.で調製したフォトクロミック液を用いて、スピンコート法で基材凸面側のコーティングを行った。
その後、窒素雰囲気中で東芝ライラック製UVランプにてレンズの凸面側(フォトクロミック液塗布面側)から光照射し、フォトクロミック膜の硬化処理を行った。照射距離は330mm、照射時間は165秒で行った。フォトクロミック膜の膜厚を測定すると30ミクロンであった。
さらに、110℃、100分間硬化を行い、フォトクロミック膜を有するプラスチックレンズレンズを得た。
2. Formation of photochromic lens Polythiourethane (trade name EYAS (containing UV absorber), center wall thickness: 2.0 mm) manufactured by HOYA Co., Ltd.) as a plastic lens base material at 60 ° C. and 10% by mass sodium hydroxide aqueous solution After immersing for 5 minutes and thoroughly washing with pure water and drying, the above 1. Using the photochromic solution prepared in (1), the coating on the convex surface side of the substrate was performed by spin coating.
Thereafter, the photochromic film was cured by irradiating light from the convex surface side (photochromic liquid application surface side) of the lens with a UV lamp manufactured by Toshiba Lilac in a nitrogen atmosphere. The irradiation distance was 330 mm and the irradiation time was 165 seconds. The film thickness of the photochromic film was measured and found to be 30 microns.
Further, curing was performed at 110 ° C. for 100 minutes to obtain a plastic lens lens having a photochromic film.
フォトクロミックレンズの評価
(1)密着性評価
実施例1、2、および3で得られたフォトクロミックレンズを、それぞれ1mm間隔で100目クロスカットし、粘着テープ(商品名;セロテープ、ニチバン(株))を強く貼り付け急速に剥がし、フォトクロミック膜の剥離の有無を調べた。表2に、全く剥がれないものは100/100、全て剥がれたものは0/100として表記した。
Evaluation of Photochromic Lens (1) Adhesion Evaluation Each of the photochromic lenses obtained in Examples 1, 2, and 3 was cross-cut with 100 stitches at intervals of 1 mm, and an adhesive tape (trade name; Cellotape, Nichiban Co., Ltd.) was used. It was strongly applied and peeled off rapidly, and the presence or absence of peeling of the photochromic film was examined. In Table 2, those that were not peeled off at all were shown as 100/100, and those that were all peeled off were shown as 0/100.
(2)外観
実施例1、2および3で得られたフォトクロミックレンズについて、暗室内蛍光灯下にて目視判定を行った。塗膜表面にゆがみが無く均一に塗布されているものを良好と判定した。結果を表2に示す。
(2) Appearance The photochromic lenses obtained in Examples 1, 2, and 3 were visually determined under a fluorescent lamp in a dark room. A coating film surface that was not distorted and was uniformly applied was judged good. The results are shown in Table 2.
(3)調光性能
(i)透過率の変化
JIS T7333に準じた以下の方法によってフォトクロミック性の評価を行った。実施例1、2および参考例で得られたフォトクロミックレンズ上のフォトクロミック膜に対し、キセノンランプを用い、エアロマスフィルターを介して15分間(900秒)、フォトクロミック膜表面(レンズ基材と対向する面とは反対の面)に対して光照射し、フォトクロミック膜を発色させた。この時の発色濃度について大塚電子工業製の分光光度計により550nmの透過率を測定した。上記光照射は、JIS T7333に規定されているように放射照度および放射照度の許容差が下記表1に示す値となるように行った。この数値が、小さいほどフォトクロミック性が優れていることを示す。退色速度は同様に15分間(900秒)光照射し、照射を止めた時点からの透過率(550nm)を測定した。時間と共に透過率が元に戻る速度が速いほど、フォトクロミック性が優れている。結果を図5に示す。図5上図は、照射(0〜15分)、照射終了(15分)、照射終了後(15分〜)のフォトクロミックレンズの光透過率(550nm)を示し、図5下図は、実施例1、2および参考例で得られたフォトクロミックレンズ上のフォトクロミック膜に対し、上記方法により光照射を930秒間行った際の異なる波長毎のフォトクロミックレンズの光透過率を示す。
(3) Dimming performance
(i) Change in transmittance The photochromic property was evaluated by the following method according to JIS T7333. For the photochromic film on the photochromic lens obtained in Examples 1 and 2 and Reference Example, a xenon lamp was used for 15 minutes (900 seconds) through an aeromass filter, and the surface of the photochromic film (surface facing the lens substrate) The photochromic film was colored by irradiating light on the opposite surface). At this time, the transmittance at 550 nm was measured with a spectrophotometer manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. The light irradiation was performed so that the irradiance and the tolerance of the irradiance became values shown in Table 1 below as defined in JIS T7333. It shows that photochromic property is excellent, so that this figure is small. Similarly, the light fading speed was irradiated with light for 15 minutes (900 seconds), and the transmittance (550 nm) from the time when the irradiation was stopped was measured. The faster the rate at which the transmittance returns with time, the better the photochromic properties. The results are shown in FIG. The upper diagram in FIG. 5 shows the light transmittance (550 nm) of the photochromic lens after irradiation (0 to 15 minutes), the end of irradiation (15 minutes), and the end of irradiation (15 minutes to), and the lower diagram in FIG. 2 and the light transmittance of the photochromic lens for each different wavelength when the photochromic film on the photochromic lens obtained in Reference Example is irradiated with light by the above method for 930 seconds.
(ii)緩和時間の測定
実施例1、2および参考例で得られたフォトクロミックレンズに対し、上記(i)と同様に光照射を行い、図5上図に示す調光特性曲線においてフォトクロミック色素が発色または退色する際に一定の平衡状態に到達するまでの時間として、発色時および退色時の緩和時間を求めた。ここで「一定の平衡状態」とは、発色時は90秒間、退色時は360秒間を計測時間と規定しその間の色素の状態変化のことを示すこととし、緩和時間(一定の平衡状態に到達する時間)を以下の方法によって算出した。
まず、初期値、変色飽和値、変化量(初期値―変色飽和量)を求めた後、各時間経過後の数値=ln((各時間経過後の透過率−変色飽和値)/変化量)について経過時間(例えば30秒)毎にプロットし、線形近似曲線を作成した。作成した線形近似曲線の傾き(1/τ)を算出後、その逆数τ(sec)を求め、緩和時間とした。
結果を表3に示す。緩和時間は調光特性を示す指標であり、数値が小さいほど、変化に要する時間が短いこと、即ち発色速度および退色速度が速いことを意味する。なお、発色時については、通常、緩和時間が3秒程度異なれば発色速度の違いが目視でも確認できる。また、退色時については、通常、緩和時間が20秒程度異なれば退色速度の違いが目視でも確認できる。
(ii) Measurement of relaxation time The photochromic lenses obtained in Examples 1 and 2 and the reference example were irradiated with light in the same manner as in the above (i), and the photochromic dye was found in the light control characteristic curve shown in the upper diagram of FIG. The relaxation time during color development and color fading was determined as the time required to reach a certain equilibrium state during color development or color fading. Here, the “constant equilibrium state” is defined as 90 seconds during color development and 360 seconds during discoloration as the measurement time, indicating the change in the state of the dye during that time, and the relaxation time (reaching a constant equilibrium state). Time) was calculated by the following method.
First, after obtaining an initial value, a color change saturation value, and a change amount (initial value−color change saturation amount), a numerical value after each time has passed = ln ((transmission after each time −color change saturation value) / change amount) Was plotted every elapsed time (for example, 30 seconds) to create a linear approximation curve. After calculating the slope (1 / τ) of the created linear approximation curve, its reciprocal τ (sec) was determined and used as the relaxation time.
The results are shown in Table 3. The relaxation time is an index indicating dimming characteristics, and the smaller the value, the shorter the time required for the change, that is, the faster the color development speed and the color fading speed. Regarding color development, usually, if the relaxation time is different by about 3 seconds, the difference in color development rate can be visually confirmed. Further, for fading, normally, if the relaxation time is different by about 20 seconds, the difference in fading speed can be visually confirmed.
(4)フォトクロミック膜の硬度測定
(i)超微小押し込み硬さ
実施例1、2、3および参考例で得られたフォトクロミックレンズからフォトクロミック膜を剥がした。前記方法にて、実施例1、2および3のフォトクロミック膜の両面の超微小押し込み硬さを測定した。同様の方法で参考例のフォトクロミック膜の物体側表面の超微小押込み硬さを測定した。結果を表2に示す。
(4) Hardness measurement of photochromic film
(i) Ultra-fine indentation hardness The photochromic film was peeled off from the photochromic lenses obtained in Examples 1, 2, and 3 and Reference Example. By the method described above, the ultra-fine indentation hardness on both sides of the photochromic films of Examples 1, 2, and 3 was measured. In the same manner, the indentation hardness of the object side surface of the photochromic film of the reference example was measured. The results are shown in Table 2.
(ii)インデンテーション硬さ
エリオニクス社製超微小押し込み硬さ試験機ENT−2100を用いて、荷重100mgfを加え、負荷開始から除荷までの全過程にわたって押し込み荷重P(mgf)に対応する押し込み深さh(nm)を連続的に測定し、P−h曲線を作成した。作成したP−h曲線からインデンテーション硬さHを、前述の式(1)により求めた。
(ii) Indentation hardness Using an ultra indentation hardness tester ENT-2100 manufactured by Elionix, a load of 100 mgf is applied, and an indentation corresponding to the indentation load P (mgf) is applied throughout the entire process from the start of loading to unloading. The depth h (nm) was measured continuously to create a Ph curve. The indentation hardness H was determined from the formula (1) described above from the created Ph curve.
(iii)複合ヤング率
上記(ii)で作成したP−h曲線から、前述の式(2)によって複合ヤング率を求めた。
(iv)マルテンス硬さ
エリオニクス社製超微小押し込み硬さ試験機ENT−2100を用いて、荷重100mgfをかけて圧子を押し込んだ。このときに圧子の侵入した表面積を押し込み深さから測定し、「荷重/圧子の侵入した表面積」としてマルテンス硬さを求めた。
(iii) Composite Young's Modulus From the Ph curve created in (ii) above, the composite Young's modulus was determined by the above-described formula (2).
(iv) Martens Hardness Using an ultra-fine indentation hardness tester ENT-2100 manufactured by Elionix, the indenter was pushed in with a load of 100 mgf. At this time, the surface area penetrated by the indenter was measured from the indentation depth, and the Martens hardness was determined as “load / surface area penetrated by the indenter”.
(5)脈理の有無
実施例1、2および3のフォトクロミックレンズについて、超高圧水銀灯を用いてシュリーレン法によって脈理の有無を目視で観察した。結果を表2に示す。
(5) Presence or absence of striae About the photochromic lenses of Examples 1, 2, and 3, the presence or absence of striae was visually observed by the Schlieren method using an ultrahigh pressure mercury lamp. The results are shown in Table 2.
図5上図に示すように、実施例1および2のレンズは照射開始後および照射終了後直ちに透過率が大きく変化した。これは、発退色の反応速度が高いことを示す。また、図5上図および下図に示すように、実施例1および2のレンズは、参考例のレンズと比べて照射時の光透過率が低かった。これは、光照射時の発色濃度が高いことを示す。
さらに、照射終了後には実施例1および2のレンズは参考例のレンズと比べて透過率が早く元に戻り、優れたフォトクロミック性を有していた。
実施例1、2および参考例のレンズ上のフォトクロミック膜の発退色速度を緩和時間により数値化したところ、表3に示すように実施例1および2のレンズの発退色速度は、参考例のレンズよりも速いことが確認できた。
また、実施例3のレンズについても上記と同様の測定を行ったところ、実施例1および2のレンズと同様の優れた調光性能を示した。
以上の結果からわかるように、参考例のレンズと比べて物体側表面が軟らかい実施例1〜3のフォトクロミックレンズは、優れた調光特性を有していた。また、実施例1〜3では、注型重合時にレンズ基材と接触するフォトクロミック膜表面の硬度を制御したため、注型重合中にレンズ基材とフォトクロミック膜との界面で混ざり合いによって光学特性が低下(脈理が発生)することを防ぐことができた。
As shown in the upper diagram of FIG. 5, the transmittances of the lenses of Examples 1 and 2 changed greatly immediately after the start of irradiation and immediately after the end of irradiation. This indicates that the reaction rate of the color development is high. Further, as shown in the upper and lower diagrams of FIG. 5, the lenses of Examples 1 and 2 had lower light transmittance during irradiation than the lenses of the reference example. This indicates that the color density at the time of light irradiation is high.
Further, after the irradiation, the lenses of Examples 1 and 2 returned to their original transmittance earlier than the reference example lens, and had excellent photochromic properties.
When the rate of color change of the photochromic film on the lenses of Examples 1 and 2 and the reference example was quantified by the relaxation time, the color change rate of the lenses of Examples 1 and 2 as shown in Table 3 is the lens of the reference example. It was confirmed that it was faster.
Further, when the lens of Example 3 was measured in the same manner as described above, it exhibited excellent light control performance similar to the lenses of Examples 1 and 2.
As can be seen from the above results, the photochromic lenses of Examples 1 to 3 whose surface on the object side was softer than the lens of the reference example had excellent light control characteristics. Moreover, in Examples 1-3, since the hardness of the photochromic film surface which contacts a lens base material at the time of casting superposition | polymerization was controlled, an optical characteristic fell by mixing at the interface of a lens base material and a photochromic film | membrane during cast superposition | polymerization. It was possible to prevent the occurrence of striae.
[実施例4](ハード層、反射防止層形成)
実施例1で形成した凸面上にフォトクロミック膜を有するメニスカス形状のフォトクロミックレンズに対して下記4.5の処理を行い、ハードコート層および反射防止膜を形成した。
[Example 4] (Hard layer, antireflection layer formation)
The meniscus-shaped photochromic lens having a photochromic film on the convex surface formed in Example 1 was subjected to the following treatment 4.5 to form a hard coat layer and an antireflection film.
4.ハードコーティング液の調製
5℃雰囲気下、変性酸化第二スズ−酸化ジルコニウム−酸化タングステン−酸化珪素複合体メタノールゾル45質量部とγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン15質量部およびテトラエトキシシラン3質量部とを混合し、1時間攪拌した。その後、0.001モル/L濃度の塩酸4.5質量部を添加し、50時間攪拌した。その後、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)25質量部、ダイアセトンアルコール(DAA)9質量部および(C)成分であるアルミニウムトリスアセチルアセトネート(AL−AA)1.8質量部、過塩素酸アルミニウム0.05質量部を順次添加し、150時間攪拌した。得られた溶液を0.5μmのフィルターでろ過したものをコーティング組成物とした。
4). Preparation of Hard Coating Solution Under a 5 ° C. atmosphere, 45 parts by mass of modified stannic oxide-zirconium oxide-tungsten oxide-silicon oxide complex methanol sol, 15 parts by mass of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3 parts by mass of tetraethoxysilane And the mixture was stirred for 1 hour. Thereafter, 4.5 parts by mass of 0.001 mol / L hydrochloric acid was added and stirred for 50 hours. Thereafter, 25 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether (PGM), 9 parts by mass of diacetone alcohol (DAA) and 1.8 parts by mass of aluminum trisacetylacetonate (AL-AA) as component (C), perchloric acid 0.05 parts by mass of aluminum was sequentially added and stirred for 150 hours. A solution obtained by filtering the obtained solution through a 0.5 μm filter was used as a coating composition.
5.ハードコート層の形成
実施例1で形成したフォトクロミックレンズのフォトクロミック膜表面に対して30秒間のUVオゾン処理を実施した。その後、60℃、10質量%の水酸化ナトリウム水溶液にて5分間浸漬処理して十分に純水洗浄/乾燥を行った後、前記4.で調製されたハードコーティング組成物を用いて、ディッピング法(引き上げ速度20cm/分)でコーティングを行い、110℃、60分加熱硬化することでハードコート層を形成した。
5. Formation of Hard Coat Layer UV ozone treatment for 30 seconds was performed on the photochromic film surface of the photochromic lens formed in Example 1. Then, after immersing for 5 minutes in an aqueous solution of sodium hydroxide at 10 ° C. at 60 ° C., sufficiently washing / drying with pure water, Using the hard coating composition prepared in (1), coating was carried out by a dipping method (pickup speed 20 cm / min), and a hard coat layer was formed by heating and curing at 110 ° C. for 60 minutes.
6.反射防止膜の形成
前記5.にてハードコート層を形成したプラスチックレンズを蒸着装置に入れ、排気しながら85℃に加熱し、2.7mPa(2×10-5torr)まで排気した後、電子ビーム加熱法にて蒸着原料を蒸着させて、SiO2からなる膜厚0.6λの下地層、この下地層の上にTa2O5、ZrO2、Y2O3からなる混合層(nd=2.05、nλ=0.075λ)とSiO2層(nd=1.46、nλ=0.056λ)からなる第一屈折層、Ta2O5、ZrO2、Y2O3からからなる混合層(nd=2.05、nλ=0.075λ)とSiO2層からなる第2低屈折率層(nd=1.46、nλ=0.25λ)を形成して反射防止膜を施した。
以上の工程により、レンズ基材の凸面上にフォトクロミック膜、ハードコート層、および反射防止層をこの順に有するフォトクロミックレンズを得た。得られたフォトクロミックレンズについて評価した結果、密着性、外観共に問題がなく、脈理もないレンズが得られたことが確認された。そのレンズの調光性能を前述と同様の方法で評価した。結果を図6に示す。
図6は、照射(0〜900秒)、照射終了(900秒)、照射終了後(900秒)のフォトクロミックレンズの光透過率(550nm)を示す。図6からわかるように、実施例4のレンズは発退色の反応速度および発色濃度が高く、優れた光応答性を有していた。
6). 4. Formation of antireflection film The plastic lens on which the hard coat layer was formed was put into a vapor deposition apparatus, heated to 85 ° C. while being evacuated, evacuated to 2.7 mPa (2 × 10 −5 torr), and then the evaporation raw material was formed by an electron beam heating method. An underlayer having a thickness of 0.6λ made of SiO 2 is deposited, and a mixed layer made of Ta 2 O 5 , ZrO 2 , Y 2 O 3 (nd = 2.05, nλ = 0. 075λ) and a SiO 2 layer (nd = 1.46, nλ = 0.56λ), a first refractive layer, a mixed layer made of Ta 2 O 5 , ZrO 2 , Y 2 O 3 (nd = 2.05, A second low-refractive index layer (nd = 1.46, nλ = 0.25λ) composed of nλ = 0.075λ) and a SiO 2 layer was formed, and an antireflection film was applied.
Through the above steps, a photochromic lens having a photochromic film, a hard coat layer, and an antireflection layer in this order on the convex surface of the lens substrate was obtained. As a result of evaluating the obtained photochromic lens, it was confirmed that a lens having no problem in adhesion and appearance and having no striae was obtained. The light control performance of the lens was evaluated by the same method as described above. The results are shown in FIG.
FIG. 6 shows the light transmittance (550 nm) of the photochromic lens after irradiation (0 to 900 seconds), irradiation end (900 seconds), and irradiation end (900 seconds). As can be seen from FIG. 6, the lens of Example 4 had a high reaction speed and color development density, and excellent photoresponsiveness.
本発明のフォトクロミックレンズは、優れた調光性能および光学特性を有し、眼鏡レンズとして好適である。 The photochromic lens of the present invention has excellent light control performance and optical characteristics, and is suitable as a spectacle lens.
Claims (11)
前記フォトクロミック液に硬化処理を施すことにより、最表面が500〜5000nmの超微小押し込み硬さを有し、かつ第一モールドと対向する面の超微小押し込み硬さが前記最表面の超微小押し込み硬さより小さいフォトクロミック膜を形成し、
前記第一モールドとレンズの他方の面を形成するための第二モールドを、前記フォトクロミック膜の最表面が第二モールド表面と対向するように配置し、かつ前記2つのモールドの周囲に環状のガスケットを配置することにより、前記2つのモールドとガスケットによってフォトクロミック膜が内部に位置するキャビティを形成し、
前記キャビティ内に硬化性成分を含むレンズ原料液を注入し、該キャビティ内で前記硬化性成分の硬化反応を行い、レンズ基材上にフォトクロミック膜を有するフォトクロミックレンズを得ることを特徴とするフォトクロミックレンズの製造方法。 A photochromic liquid containing a photochromic dye and a curable component is applied to one side of the first mold for forming one side of the lens,
By applying a curing treatment to the photochromic liquid, the outermost surface has an ultrafine indentation hardness of 500 to 5000 nm, and the ultrafine indentation hardness of the surface facing the first mold is the ultrafine indentation of the outermost surface. Form a photochromic film smaller than the small indentation hardness,
The first mold and the second mold for forming the other surface of the lens are arranged so that the outermost surface of the photochromic film faces the second mold surface, and an annular gasket is provided around the two molds. To form a cavity in which the photochromic film is located by the two molds and gasket,
A photochromic lens characterized by injecting a lens raw material solution containing a curable component into the cavity and performing a curing reaction of the curable component in the cavity to obtain a photochromic lens having a photochromic film on a lens substrate. Manufacturing method.
前記光照射は、第一モールドを介して第一モールドに塗布されたフォトクロミック液に対して光照射を行うことを含む請求項4または5に記載のフォトクロミックレンズの製造方法。 The first mold has optical transparency,
The photochromic lens manufacturing method according to claim 4, wherein the light irradiation includes performing light irradiation on a photochromic liquid applied to the first mold via the first mold.
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