JPS6045224A - 合成樹脂製フォトクロミックレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表面硬度、耐摩耗性、耐久性、フォトクロミ
ック性能に優れた合成樹脂製フォトクロミックレンズに
関する０ １９７２年の米国のＦＤＡ規格（眼銀の安全性に関する
規格）の制定により眼鏡レンズの安全性が見直され、レ
ンズ材料としてより安全性の高い合成樹脂材料が無機ガ
ラスに代って使用されるようになってきた。我国におい
ても年々プラスチックレンズのシェアが拡大し、既に６
０％を越えたといわれている。それはプラスチック材料
の持つ安全性、軽さ、フッジョン性、易加工性といった
特長に加えて、反射防止コート、ハードコート。

ハード反射防止コート、防曇性、高屈折率樹脂等といっ
た機能の付与に多数のメーカーが研究を重ね次々と商品
化したためと考えられる〇一方ジブラスチックレンズ主
流であるジエチレングリコールビスアリルカーボネート
（以後０Ｒ−３９と呼ぶ）樹脂製レンズの米国における
市場占有率は約５０パーセントと言われシェアが５Ｑｒ
ニーセントに達してから伸が鈍化したと言われている０
これは０Ｒ−１９レンズのガラスに比較した場合の傷つ
き易さと、もう一つは０Ｒ−５９レンズにすぐれたフォ
トクロミックレンズがないためと推測されている。現在
唯一ブルーに変色するフォトクロミックレンズが市販さ
れているが、機能面（減光率：着色速度、退色速度）で
問題がある。一方フオドクロミックレンズの着色に対す
る消費者の要望は光の吸収により無色からブラウンない
しグレーへの変化をめるものが圧倒的である０つまり満
足できる合成樹脂製フォトクロミックレンズは皆無であ
ると言って過言でたいり また技術的にもプラスチック材料の耐摩耗性。

耐久性を向上させる研究、フォトクロミック性能・を示
す材料に関する研究は個々に、別個に行われ多数提案が
なされているが、両者を総合的にとらえた研究はなされ
ておらず、耐摩耗性、耐久性。

７オトクロミツク性能を同時に満足する合成樹脂製フォ
トクロミックレンズは未だ確立されてぃない。

プラスチック材料の耐摩耗性を向上させるため代表的技
術例は、特開昭５０−４８６７４、特開昭５１−４２７
５２、特開昭５２−１１２６９８、特開昭５３−１１１
３３（Ｓ、特開昭５６−９９２６６、ＵＳＰ−３，９８
６，９９７等に開示されている〇 一方７オドクロミック材料（レンズ）に関する技術は、
特公昭４５−１２７１６、特公昭４５−２８８９３、特
公昭４６−１１０６、特開昭４８−８９１７９、特開昭
５１−４５５４１、特開昭５２−１５２８８７、特公昭
５４−９５５、特開昭５４−１１０８５４、特開昭５５
−１２１４１′・特公昭５７−３９２１４・特公昭５７
−５５　、；ｌ’。

７４７、特開昭５７−１５６６４５等に数多く開示され
ている。これ等の技術によるプラスチック樹脂材料への
フォトクロミック性能の伺与は、フ。

ラスチック材料に、有機、無機化合物よりなるフォトク
ロミック性能を示す分子を添加するか、高分子鎖に結合
させるか、接触させて熱的に移動させるか、あるいは樹
脂に含ませて積層するかのいずれかの方法が取られてい
るが、いずれの場合にも耐摩耗性という面で劣り、レン
ズ材料としては満足できるものではない０またフォトク
ロミック材料を樹脂中に添加する方式は、レンズの外観
上好ましいものではない０眼鏡レンズは一般に中心部と
外周部の厚みが異なるため、レンズ材料に７オトクロミ
ツク分子が均一に分布した場合、発色による減光率に必
ず濃度勾配ができるためである。

また０Ｒ−３９のようなキャスティング方式を採用する
場合、一般に用いられるジイソプロピルノぐ一オキシジ
カーボネートのようなパーオキシドによりほとんどのフ
ォトクロミック分子が失活させられてしまう。フォトク
ロミック分子を接触により移動させる方式は、均一な移
行が困難でムラが発生しやすく、レンズ面の欠陥も生じ
やすい。

特開昭５８−３４４３７にはフォトクロミック機能の付
与方法の一つに溶媒に７オトクロミソク物質を分散溶解
させ含浸させる方法が述べられ、その処理をしたプラス
チック基材にＳｉｎ、Ｓｉｎ。

、　＊ｉ、ｏ、、　ＺｖＯ２を蒸着する方法が開示され
ている。この技術は上に述べた諸欠点を改良した優れた
ものであるが、耐摩耗性、耐熱性という面で問題が残る
。すなわち耐熱性、耐摩耗性、耐Ｓ撃性の改良という面
では・プラスチック基材と蒸着物質との熱膨張係数の大
きな違い、密着性の問題等から、無機物質を蒸着した場
合よりも、シリコン系ハードフート、するいはシリコン
系ハードコートを施こした上に無機物質よりなる反射防
止層のみを蒸着した場合の方がより優れたものであるこ
とは眼鏡レンズ業界では、周知の技術である。

又本発明者等は、本発明におけるＢ成分の代わりに、テ
トラアルキルシリケート等を用いる合成樹脂製フォトク
ロミックレンズを先に提案シタ（特願昭ｊ７−　／ｒ７
８’　ｒ　２　）が、ポットライフという面で欠点が見
出された。

本発明者らは、上述の点に鑑み、光の照射により褐色に
発色し、暗所で可逆的に無色に戻るフォトクロミック機
能を有し、表面硬度、耐摩耗性。

耐久性に優れた合成樹脂性フォトクロミックレンズを得
るべく研究した結果、下記に説明する発明に至った０ すなわち本発明は下記のＡ、Ｂ、Ｏを主成分として含有
するコーティング組成物を被覆硬化したことを特長とす
る合成樹脂製フォトクロミックレンズであるＯ Ａ１ハロゲン化銀（ハロゲンはフッ素ヲ除くハロゲン） ＢＮ粒径１〜１００ミリミクロンのコロイダルタＬ　Ｒ
１はビニル、アミノ、イミノ、エポキシ。

（メタ）アクリロキシ、フェニルおよびＳＨ基から選ば
れる少くとも一種を含む有機基、Ｒ２は水素、炭素Ｗｉ
１〜６の（ハロゲン化）炭化水素基、Ｒ３は炭素数１〜
５の炭化水素基、アルコキシアルキル基、または炭素数
１〜４のアシル基・ａは０．１または２、ｂは０，１ま
たは２であってα＋ｂ≦２）で示されるケイ素化合物の
１種又は２種以上の加水分解物０ 次に本発明のコーティング組成物を構成する各成分につ
いて述べる。

Ａ成分のハロゲン化銀としては、臭化銀、ヨウ化銀、塩
化銀、およびこれ等の二種以上の混合物を上げることが
でき、臭化銀及び臭化銀と他のノ・ロゲン化銀との組合
せが好適であるＯ Ｂ成分の粒径１ないし１００ミリミクロンのコロイダル
シリカとは分散媒たとえば水、アルコール系、セロソル
ブ系分散媒に高分子量無水ケイ散を分散させたものを言
い、周知の方法で製造され市販されているものである。

本発明の実施に当っては粒径５〜４０ｔｎμのものがと
くに有用である。

Ｂ成分は被膜の耐摩耗性、耐久性の向上に重要な示され
るケイ素化合物線、被膜の密着性、可とう性、耐摩耗性
の向上に必須の成分であり、具体例としては、ビニルト
リメトキンシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
トリアセトキシシラン、γ−アミノ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
−グリシドキシプロビルメチルジメトキシシラン。

β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−（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、ｒ−（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、γ−（メタ）アクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシジロ
ビルメチルジメチルジメトギンシラン、フェニルトリメ
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、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、β−シアンエチルトリエトキ
シシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキンシラ
ン、テトラプロポキシシラン。

テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、メチルトリプロぎキシシラン
、メチルトリプロキ、ジシラン、エチルトリメトキシシ
ラン、エチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシ
シラン、ジメチルジェトキシシラン、フェニルメチルジ
ェトキシシランなどがある。これ等のシラン化合物の加
水分解は、たとえば、水とアルコールなどの混合溶媒中
で、酸の存在下において周知の方法で行われる。Ｃ成分
の化合物を加水分解しないで用いた場合には耐摩耗性が
不十分である。またケイ素化合物の二種以上を加水分解
して用いる場合には、別々に加水分解して混合するより
は、混合して同時に共加水分解する方が良好な結果を得
ることが多い。また加水分解により生成した水酸基が一
部縮合した形で存在しているが、本発明の効果に影響は
ない。

本発明の７オトクロミツク性をより効果的に発揮させる
ために、微量の酸化鋼や、酸化アンチモン、酸化鉄のよ
うな金属酸化物を加えることが好ましい。

また必要に応じ、酢酸ナトリウムのようなカルボン酸の
アルカリ金属塩＋　酢Ｍエタノールア　ミ＞などのアミ
ンカルボキンレート＋酢ｍテトラメチルアンモニウムの
ような第四級アンモニウム力／ｌ／ボキシレートおよび
トリエチルアミン、グリシン、ピリジン、アルカリ水酸
化物などの縮合触媒やＢＦ、、５ｎＯｎ、、５ｎＯｊ２
２　、ＡＲＯ１３のようなルイス酸、或はブレーンステ
ッズ酸、アルミニウムキレート化合物、その他の金属キ
レート化合物、過塩素酸アンモニウム等のエポキシ硬化
触媒を用いると効果的である□ 塗装作業の改良、塗料としての必要な特性を付与する目
的で各種の溶剤、界面活性剤、チキソトロピー剤、紫外
線吸収剤、酸化防止剤や各種のポリマーを添加すること
が可能である。溶剤もしくは希釈剤としては、アルコー
ル、ケトン、エステル、セロソルブ、ハロゲン化炭化水
素、カルボン酸、芳香族化合物等の各種の溶剤を用いる
ことができ、これ等の一種又は二種以上の混合溶剤とし
て用いることも可能である。

本発明の組成物を合成樹脂レンズに塗布する方法として
は、浸漬法、スプレー法、スピンコーティング法、フロ
ーコーティング法と周知の方法による。このようにして
塗布された合成樹脂レンズは加熱、乾燥すること罠より
硬化被膜を得る。

加熱温度・加熱時間等の条件は樹脂の特性との兼合で決
定されるが、通常６０〜１５０℃の温度が適用される。

得られる硬化被膜の厚みは１〜３０μであることが好ま
しい、１μ以下の場合には満足できる耐摩耗性を得るこ
とができず、また要求される特性を維持するためには、
フォトクロミック物質の量を制限せざるを得ない。逆に
６０μ以上の厚みにしても膜厚を厚くすることによる効
果は期待できず、クランクも発生しやすい。

合成樹脂レンズとコーティング組成物の間の密着性を改
良する目的で、各種のプライマーあるいは活性化ガス処
理、酸、アルカリ等による化学処理でレンズ表面をあら
かじめ前処理することは本　、、１・１ 発明の実施において有用である。

このようにして得られるコーティング組成物はポリカー
ボネート樹脂、アクリル樹脂、０Ｒ−６９樹脂、ポリス
チレン等の透明な樹脂よりなるレンズ表面に塗布され、
透明性９表面硬度、耐摩耗性、耐久性、フォトクロミッ
ク性能の優れた合成樹脂製フォトクロミックレンズを与
えることができる。

以下実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発
明はこれ等に限定されるものではない。

なお実施例中の部は重量部を示す。また被膜の評価方法
は下に示す方法によった・ フォトクロミック性能：７オトクロミソクレンズ調光レ
ンズテスター　ＨＥ−２２３（ハセガワビコー社製）を
用い、１回のテストで可視域の平均減光率が３０％以上
のものを良とした。

−耐摩耗性：５ｏｏｏｏスチールウールでＩ　Ｋ７１の
荷重をかけ、１０往復、表面を摩擦し、傷のついた度合
を下の段階に分けて評価した。

Ａ：はとんど傷がついていない。

Ｂ：いくらかの傷がつく。

Ｃ：かなりの傷がつく。

コート膜の密着性：いわゆるクロスカットテープテスト
で塗膜表面にナイフで１語間隔で縦横に各１０本の平行
線を入れ、１００個のマス目をクロスカットし、その上
にセロファン粘着テープを付着させた後テープを剥離し
て１００個のマス目の中で剥離しないマス目の数をもっ
て表示した。

耐熱水性：煮沸水中に１時間浸漬後の被膜の状態を肉視
により調べた。

耐熱性：１２０℃の熱風乾燥炉中に２時間保存後の被膜
の状態を肉視により調べた。

耐薬品性：エタノール、アセトン、１％硫酸水溶液、０
．５％水酸化す）　ＩＪウム水溶液中に２４時間浸漬後
、被膜の状態を肉視により調べた。

実施例１ （１）　ｒ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン
の加水分解物の調整 攪拌装置を備えた反応器中にイソプロピルアルコール３
５９部、イソプロピルアルコール分散コロ１ダルシリカ
２００部（触媒化成工業株制“オスカル１４５２　”固
形分濃度６０％）、γ−グリシトキシプロビルトリメト
キシンラン２６６部。

シリコン系界面活性剤０３部を仕込み、攪拌しながら室
温下０．０５規定硝酸水溶液８１部を一気に加えた後、
１時間攪拌を継続した。その後攪拌を停止して室温で一
昼夜熟成した。

（２）塗料の調整及び塗装 （１）で得られた加水分解物に平均粒度５０惰μの臭化
銀３０部を加え、ホモジナイザーで２００００　ｒｐｍ
で１計間攪拌し分散させ塗料とした０この塗料を０Ｒ−
３９製のブラルンズに浸漬法（引上速度２３　ｃｍ　／
　ｍ　）で塗布し、８０℃の熱風乾燥炉で３０分、更に
１２０℃で１２０分加熱硬化させた。硬化後の被膜の厚
さは５μであった。

尚、塗液のＢ型粘度泪による初期粘度は５２センチボイ
ス、１力月後の粘度は５８センチボイスであり、液寿命
も良好であった。

得られたレンズの特性を表に示した。

実施例２ メチルセロソルブ１６０部、γ−グリシドキシプロビル
トリメトキシシラン１１８部、メチルトリメトキシシラ
ン２３部、メタノール分散コロイダルシリカ２００部（
日産化学株製６メタノールシリカゾル”固形分濃度３０
％）を回転子を備えた反応器中に仕込み、マグネチツク
スターラーを用いて激しく攪拌しながら室温下０．０５
Ｎ酢酸水溶液を一気に加え、攪拌を１時間継続した。攪
拌を停止し、１０℃で一昼夜熟成したＯこの液にシリコ
ン系界面活性剤１部、平均粒径５０ｒｎμの臭化銀４０
部、アセチルアセトンジルコニウム４部を加えホモシナ
イで２０００　Ｏｒｐｍで１時間攪拌し、分散させ、塗
料とした。得られた塗液をポリメチルメタクリレート製
のサングラスに、浸漬法（引上速度２０　ｃｍ　／　ｔ
ａｇｓ　）で塗布し、６０℃で１時間、８０℃で５時間
乾燥硬化したＯ被膜の厚みは６５μであった。塗料の液
寿命は１力月間良好であった。得られたレンズの特性を
表に示した。

実施例３ 回転子を備えた反応器中にイソプロピルアルコ　・；ｉ
・一ル２８０部、メタノール分散コロイダルシリカ２０
０部（触媒化成工業株オスカル１１６２　固形分濃度３
０％）、γ−グリンドキシブロビルメチルジエトキシシ
ラン１６５部、シリコン系界面活性剤０．６部をこの順
に加え攪拌した。次に室温下攪拌しながら００５Ｎ酢酸
水溶液３１部を加え１時間攪拌を継続した０その後攪拌
を停止して室温で一昼夜熟成した。

このようにして得られた液に、平均粒径５０脩μの臭化
銀６０部とヨウ化銀１０部を加えホモジナイザーで２０
０００　ｒｐｍで１時間攪拌し分散させ塗料とした。

この塗料をポリカーボネート製サングラスに浸漬法（引
上速度２０　Ｃｍ　／　ｔｔｉｓ　）により塗布し実施
例１と同様の方法により加熱硬化したＯ硬化後の被膜の
厚さは５μであった。得られたレンズの特性を表に示し
た。

尚、塗料の寿命は１力月後も良好であった。

実施例４ 回転子を備えた反応器中にイソプロピルアルコール２４
０部、水分散コロイダルシリカ６００部（触媒化成工業
味、Ｃａ上α１ｏｉｄｓＮ　、固形分濃度２０％）、γ
−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン１４２　部
＋γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン４１
部、シリコン系界面活性剤０．５部をマグネチックスタ
ーラーで攪拌しながら、この順に加え、２時間攪拌を続
けた。攪拌停止後−昼夜、室温で熟成した。

上記の液に平均粒径５０ｍμの臭化銀４０部。

塩化第一スズ２部を加え、ホモジナイザーを用い２００
００　ｒｐｍで３０分攪拌し分散させ塗料とした〇 得られた塗料を用い、■眼部セイコーＳＥ工ＫＯハイロ
ードなる商品名の−６，００Ｄのレンズに実施例１と同
様の方法で塗布、硬化した。膜厚は７μでありＡハイイ
ンデックスのフォトクロミックレンズが得られた。得ら
れたレンズの特性を表に示した〇 尚、塗料のポットライフは１力月間良好であったＯ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記のＡ、Ｂ、Ｏを主成分として含有するコーテ
   ィング組成物を被覆硬化したことを特徴とする合成樹脂
   製フォトクロミックレンズ。 Ａ１ハロゲン化銀（）飄ロゲンはフッ素ヲ除＜ハロゲン
   ） Ｂ１粒径１〜１００ミリミクロンのコロイダルシリカ （ただしＲ１はビニル、アミノ、イミノ、エポキシ、（
   メタ）アクリロキシ、フェニルおよびＳＨ基から選ばれ
   る少くとも一種を含む有機基、Ｒ２ハ水素、炭素数１〜
   ６の（）・ロゲンイヒ）炭イし水素基、Ｒ３は炭素数１
   〜５の炭化水素基、アルコキシアルキル基、または炭素
   数１〜４のアシル基、ａは０，１または２、ｂは０．１
   または２であって　α十り≦２）で示されるケイ素化合
   物の１種又は２種以上の加水分解物。