JPS6046528A - 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】 本発明け、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。

１９７２年の米国のＦＤＡ規格（眼鏡の安全性に関する
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３
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゛、ファツション性、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。一方プラヌチックレンズの主流
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（１！Ｒ−３９と呼ぶ）樹脂製レンズの米国におけ
る市場占有率は約５゜パーセントと言われシェアが５０
パーセントに達してから伸が鈍化したと言われている。

これはＣＲ−３９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（！Ｒ−３９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。

現在噌−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１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。つま
シ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ない。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
ｏ４ツ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、フォトク
ロミッ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いない。

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５０−４０６７４、特開昭５１−４２７
５２、特開昭５２−１１２６９８、特開昭５３−１１１
３３６、特開昭５６−９９２６３、ＵＳＦ−３９８６９
９７等に開示されている。

一方フオドクロミー／り材料（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．＠開昭
５１−４５５４１、特開昭５２−１５２８８７、特公昭
５４−９５５、特開昭５４−１１０８５４、特開昭５５
−１２１４１２、特公昭５７−３９２４４、特公昭５．
７−５５７４７゜特開昭５７−　１３６６４５　等に数
多く開示さり、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付与は、プラス
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シ、レンズ材
料としては満足できるものではない。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。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）レバーオキシジカーボネートのようなパー
オキシドによシはとんどの７オトクロミツク分子が失活
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ボしや
す〈、レンズ面への欠陥も生じやすい。

％開昭５８−５４４５７にはフォトクロミック機能の付
与方法の一つに溶媒に、オドクロミック物質を分散溶解
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ｓｉ　ｏ　、　Ｓｉ　Ｏ２，Ａｔ２ｏ、。

ＺｒＯ□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
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、耐衝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
ハードコートあ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入を蒸着した場合
の方がよシ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Ａ　ｌｊｙ分の代わ
９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提案したが、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、光の照射によりかっ色
に発色し、暗所で可逆的に無色もしくけ淡色に戻るフォ
トクロミック機能を有し、衣面硬庁、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ぺ〈
研究した結果、下記に説明する発明に致った。

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＋−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。

Ｌ　粒径１〜１００ｍμのコロイダルシリカ２ｂ Ｂ、　一般式　Ｒ１α−ｓ’ｊ−（ＯＲ３）、−ａ−ｂ
（ただしＲ１はビニル、アミン、イミノ、エポキシ、（
メタ）７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、評は水素、炭素数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、または炭真数１〜４
のアシル基、α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一種
又は２種以上の加水分解物。

で示されるペンゾビリロスビ２ン化合物（式中Ｒ４は水
素、フッ素、塩素および臭素、Ｒ５は水素、フッ素、塩
素、臭素、ニトロ基およびメトキシ基から選ばれる少く
とも一種を示す）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５〜４０ｍμのものがとく
に有用である。Ａ成分は被膜の耐摩耗性、耐久性の向上
に重要な成イ素化合物は、被膜の密着性、可とり性、耐
摩耗性の向上に必須の成分であり、具体例としては、ビ
ニルトリメトキシシラン、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、ｒ−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−グリシドキシプロビルトリエトキシシラ
ン、ｒ−グリシドキシフロピ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，ａ−エポキシシクロヘキシル）エチ
ルトリメトキシシラン、ｒ−（メタ）アクリロキシフロ
ビルトリメトキシシラン、ｒ−（ｉｐ）アクリロキシプ
ロビルメチルジメトキシン２ン、フェニルトリメトキシ
シラン、ｒ−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、ｒ−クロロプロピルト
リメトキシシラン、β−シアノエチルトリエトキシシラ
ン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、デ
トラプロボキシシラン、テトラブトキシシラン、メチル
トリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチ
ルトリプロポキシシラン、メチルトリプトキシシラン、
エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン
、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。Ｂの化合物を加水分解しない・で用いた
場合にｌ”ｌｔ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１て用いる場合には、別々傾
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。

フォトクロミック性を示すＣ成分の具体例は。

１．３．３−）ジメチルインドリノ−６フ一二トロペン
ゾビリロスピラン、１，３．３−）リフチルインドリノ
−５−クロロ−６′−二トロペンゾピリ口スピラン、１
，５．３−トリメチルインドリノ−６′−二トロー８′
−メトキシベンゾビリロスビラン、１，３．３−トリメ
チルインドリノ−７′−二トロペンゾビリ口スピラン、
１，３．３−　トリｉチルインドリノー８−ブロモベン
ゾビリロスピラン、１，３．３−トリメチルインドリノ
−６′−斗トロー８′−フルオロベンゾピリロスピラン
、１゜３．３−）サメチルインドリノ−６フープロモー
８′−ニトロペンゾピリロスヒラン、ｊ、３．５−）ジ
メチルインドリノ−５フーニトロ−８′−メトキシベン
ゾビリロスビラン、１，３．３−トリメチルインドリノ
−８−メトキシベンゾビリロスビランなどのベンゾビリ
ロスビランｉなどがあげられる。

こｈらのフォトクロミック組成物は前述のＡ、　Ｂ成分
よりなるコーティング組成物中において耐劣化性の向上
が著しい。

本発明において、フォトクロミズムの程合の問題である
有機１１Ｓ合物では得ることのできなかったグレー、ブ
ラウンや他の様々な色を得ることができたことである。

Ｃ成分を一種または二種以上、任意の割合でＡ、Ｂ成分
からなるコーティング組成物に溶解させて用いることに
より解決できる。

例えば、暗かっ色を得る場合、１，３，３−トリメチル
インドリロー８−ブロモ−ｂ’−−ｊロモベンゾピリロ
スビラ、１，３．３−）リメチルイドリノー７′−二ト
ロベンピリ口スビラン、１，３．３−ドリメチルインド
リノーダ一二トロ−８′メトキシベンゾピリロスビラン
をそれぞｈ重量比で３：１：２の割合で混合することに
より得られる。また単一で得ることのできなかった色も
、特許請求範囲第１項（Ｃ）以外に、Ｇ、　Ｈ，Ｂｒｏ
ｗｎ　ｒ　ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｉ−８ｍ」記載の光着
色型スピロピラン類を任意に混合することにより得られ
る。さらに、レンズ基材に染色することにより、光照射
前でも希望の色を得ることができる。

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、酢酸工ｉノールアミンなどのアミンカル
ボキシレート、酢酸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カル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謝
金触媒や、ＢＦ３゜ＢｎＣｊ１４．　ＥＪｎＯ１２ｋｌ
ｏｔ、のようなルイス酸、或いはプレーンステッズ酸、
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。溶剤もしくケ希釈剤としては、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、ヌビン、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、乾燥することに
より硬化被膜と、なる。

加熱温度、加熱時間等の条件＃−ｔ＃Ｊ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入Ｆｉ１〜６０μ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推持するためには
、フォトクロミック物質の量を制限せざるを得ない。逆
に３０μ以上の！！入にしても膜厚を厚くすることによ
る効果は期待できず、クラックも発生しやすい。

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−３９樹脂、ポリス
チレン等の透明な樹脂よシなるレンズ表面に塗布され、
透明性０表面硬度、耐摩耗性。

耐久性、フォトクロｉ　、ＸＩり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
明けこれ等に限定されるものではない。

また被膜の評価方法は下に示す方法を用いた。

外観、目視によりレンズ表面を検査したフォトクロミッ
ク性能：フォトクロミックレンズ調光、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、６０係以上のものを良
とし、た。

耐摩耗性：＃００００ヌチールウールでＩ　Ｋ９の荷重
をかけ、１０往復９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：いくらかの傷かつ〈 Ｃ：かなりの傷がつく コート膜の密着性：いわゆるクロヌカ・ソトテープテス
トで塗膜表面にナイフで１朋間隔で縦横に各１０本の平
行線を入れ、１００個のマス目をクロスカーメトし、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＝１００℃の熱風乾燥炉中にて時間保存後の被膜
の状態を肉視により調べた。

耐薬品性：エクノール、アセトン、１％硫、酸水溶液、
０５チ水酸化す）　ＩＪウム水溶液中に２４４時間浸漬
後被膜の状態を肉視により調べた。

実施例１ （１）塗料の調製および塗布 ｒ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン５７Ｎｆ
ｋ部、エタノール分散コロイダルシリカ（至）媒化成工
業＠蜆”０８ＣＡＬ−１２３２’固形分濃度３０％　）
　１１２重景キシ２−メチルグロバノール４０重量部か
らなる溶液に０．０５規定酢酸を１０重量部を一度に滴
下し、室温で１時間攪拌を行なった。この溶液ニフロー
コントロール剤（日本ユニカーｅηｇ）”Ｌ−７００１
’）を０．０３重量部を加支た。さらに調光成分として
、１，３．３−）１１メチルインドリノ−８−プロモー
６’−フロモベンゾビリロスビラ°ン１８キシ部、１，
３．３−トリメチル′インドリノー７′−二トロベンゾ
ピリロスビ２ン０．６ｐ量部、１．３．３−’ｌ−リメ
チルインドリノー５′−二トロー８′−メトキシベンゾ
ビリロスピラン１．２重量部を加え室温で１時間攪拌し
、塗液と１７だ。この塗液を（！Ｒ−３９製レンズに浸
漬法で引き上げ・速度１５ＣＩｒＶｒｎｉｎで塗布し、
７０７Ｇの熱風乾燥器で１時間、更に９０℃で２時間加
熱硬化させた。得られた被膜の厚さを２．３μｍであっ
た。レンズの特性は表１に示した。

実施例２ ビニルトリメトキシシラン５１重量部、インプロピルア
ルコール分散コロイダルシリカ（触媒化成工業■製″０
８ＯＡＬ−１４３２’固形分濃度５０ｍ）８６重量部、
メチルセクソルプ９０重量部かうする溶液に０．０５Ｍ
塩酸を除々に滴下し、室温で１時間攪拌を行なった。こ
の溶液にフローコントロール剤（日本ユニカー■製”Ｉ
、−７６０４’　）を０．０６重量部を加え念。さらに
調光成分と１て１，３゜３−トリメチルインドリノ−６
′−二トロペンソビ＋７０スビ２ン３重量部、１，３．
３−１リメチルインドリノ−５′−二トロー８１−メト
キシベンゾピリ０２６２２１５重景部を加え室温で１時
間攪拌した。この塗液をポリカーボネート製サングラス
に浸漬法で引＾上は速度２０　ＬｙｒＶｒｎ、ｉｎで塗
布し、７０℃の熱風乾燥器で３０分、更に１００℃で１
時間３０分加熱硬化させた。得られた被膜の厚さ１ｄ３
μｍであった。レンズの特性１’を表１に示ｊた。

比較例３〜４ 実施例１．２の調光成分を除いた他は、すべて同一条件
で行なったものをそれぞれ比較例３．４とした。

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ビニル、アミン、イミノ、
   エポキシ、（メタ）７クリロキシ、フェニルおよび８Ｈ
   基から選ばれる少なくとも一種を含む有機基、Ｒ２は水
   素、炭素数１〜６の（ハロゲン化）炭化水素基、Ｒｓけ
   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、αは０．１またＶｉ２、
   ｂｈａ、１またＴｒｉ２であってａ＋ｂ≦２）で示され
   るケイ素化合物の一種又は二種以上の加水分解物。 Ｃ１一般式 で示されるベンゾピリロスピラン−化合物（式中Ｒ′は
   水素、フッ素、塩素および臭素。 Ｒ１１Ｂ水素、フッ素、塩素、臭素、ニトロ基およびメ
   トキシ基から選ばれる少なくとも一種を示す）。