JPS62198801A - 耐久性の優れた調光レンズ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フォトクロミック物質であるスピロオキサジ
ン化合物を高分子量物質中に含有させてなる調光層を、
２枚の樹脂製レンズの間に介在させた調光レンズに関す
るものである。

〔従来技術〕

ある種の化合物に日光あるいは水銀灯の光のような紫外
線を含む光の照射、除去がなされたときに当該化合物に
おいて可逆的な色変化が生ずる現象はフォトクロミズム
といわれ、その機能をレンズに応用したものが調光レン
ズとして一般に知られており、その応用が広くサングラ
ス、度付眼鏡、ゴーグル等に図られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、このような機能を有するレンズは、無機ガラスか
らなるレンズ中に微小なハロゲン化銀粒子を含有せしめ
てなるものに限られており、昨今広く用いられるように
なってきている樹脂製のレンズについては未だ殆ど実用
化されていない。

その理由は、ハロゲン化銀粒子のような無機物質は樹脂
に対する相溶性が低く、そのためレンズ用の樹脂中に十
分な量のものを均一に分散させることができず、また樹
脂に対する相溶性が高いと考えられる有機フォトクロミ
ック化合物の中には、安定で且つ有用なものが少ないた
めである。

例えば最も一般的な有機フォトクロミック化合物である
スピロピラン化合物は、有機溶媒中であれば有用なフォ
トクロミズムを示すけれども、光学材料として広く使用
される比較的高い２次転移温度を有する高分子物質中に
おいては褪色の速度が極めて遅く、そのために得られる
調光材料は用途において大きな制限を受ける。

一方、スピロオキサジン化合物は優れた有機フォトクロ
ミック物質であることが知られており、高分子量物質中
に配合されたときにも、その２次転移温度の如何にかか
わらず、例外的に良好なフォトクロミズムを示すレンズ
が得られることが、例えば特公昭４５−２８８９２号公
報、特公昭４９−６８６５号公報、特開昭５５−３６２
８４号公報などによって知られている。

しかしながら、スピロオキサジン化合物を樹脂製レンズ
の材料である樹脂組成物中に分散させると、当該樹脂組
成物中に含有される重合開始剤や重合時の高温の影響に
よって、所期のフォトクロミック機能が十分に発揮され
ないことが往々にしてあった。

またスピロオキサジン化合物は、一般に自然の環境下に
おける光の照射及び除去に伴う呈色及び褪色の繰り返し
変化を伴う使用、特に太陽光の下での使用では、その良
好なフォトクロミンク機能が長期間にわたって維持され
ず、光照射による呈色能が低下するという問題点がある
。例えば、スピロオキサジン化合物を含む調光機能層が
レンズ表面に存在する場合には、大気中の水分と接触す
ることによって加水分解するするようになり、最初は無
色透明であったものが徐々に黄色若しくは赤色に変化し
、そのフォトクロミンク機能が低下する問題点があった
。

更にスピロオキサジン化合物を含む高分子置物質からな
る調光性フィルムをプラスチックレンズ体内に埋没する
方法も提案されている（特願昭６０−１４９３４２号）
が、この構成の調光レンズはその製造が必ずしも容易で
はな（、コストが高いものとなる。

本発明は、以上のような問題点を解決し、フォトクロミ
ンク物質として特定のスピロオキサジン化合物を用い、
しかも自然の環境下において光の照射および除去に伴う
呈色および褪色の繰り返し変化を伴う使用、特に太陽光
の下での使用でも長期間にわたってそのフォトクロミッ
ク機能を維持することができ、しかも簡単な方法で製造
することのできる樹脂製の調光レンズを提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決する手段および作用〕

本発明調光レンズは、下記一般式（Ｉ）で示されるスピ
ロオキサジン化合物を含む高分子量物質からなる調光層
を、２枚の樹脂製レンズの間に介在させてなることを特
徴とする。

一般式（Ｉ） Ｒｔ （式中、Ｒ，は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭
素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルコキ
シ基、Ｒｔは炭素数１〜６のアルキル基、−Ｉ＝ＣＩＩ
　＊ｈ　ＣＯＯＨ１＠ＣＩｆ　！ｈ　ＣＮ−→ＣＨｚ）
ＣＯＯＲを示す。

ただしＲは炭素数１〜６のアルキル基、ｎは１〜４の整
数を示す、〕 本発明の調光レンズは、各々プラスチックレンズともい
われる樹脂よりなる２枚のレンズ体の間に調光層を備え
、この調光層がスピロオキサジン化合物を含む高分子量
物質からなる点に特徴を有するものである。

このような構成によれば、スピロオキサジン化合物が含
有された調光層は、その両面において樹脂製レンズによ
り覆われて外面に露出しない状態となるため、自然環境
下における特に水分から保護されてスピロオキサジン化
合物の加水分解による劣化が防止され、この結果、スピ
ロオキサジン化合物の有する優れた呈色−褪色のフォト
クロミンク機能を比較的長期間にわたって安定に得るこ
とができる。

以下本発明について具体的に説明する。

本発明において用いられるスピロオキサジン化合物は、
上述の一般式（Ｉ）で表わされるものである。斯かるス
ピロオキサジン化合物の代表的な例としては、 １．３．３−トリメチルスピロ【インドリノ−２，３′
−ナフト（２，１−ｂ）　（Ｉ，４）−オキサジン〕、
１．３．３．５−テトラメチルスピロ〔インドリノ−２
，３°−ナフト（２，１−ｂ）　（Ｉ，４）〜オキサジ
ン〕、 ５−クロロ−１，３，３−トリメチルスピロ〔インドリ
ノ−２，３”−ナフト（２，１−ｂ）（Ｉ，４）−オキ
サジン〕、 ５−メトキシ−１，３，３−）ジメチルスピロ（インド
リノ−２，３”−ナフト（２，１−ｂ　）　（Ｉ，４）
−オキサジン〕、 １−イソプロピル−３，３−ジメチルスピロ〔インドリ
ノ−２，３°−ナフト（２，１−ｂ）（Ｉ，４）−オキ
サジン〕 を挙げることができるが、勿論これらのみに限定される
ものではない。

これらのスピロオキサジン化合物は、各種置換基を有す
る１、３．３−　）ツメチル−２−メチレンインドリン
と、２−ニトロソ−１−ナフトールのエタノール等によ
る等モル溶液とを窒素ガス雰囲気下で還流して反応させ
ることによって合成することができる。また、上記メチ
レンインドリン化合物に対応するヨウ化インドリニウム
をトリエチルアミン等の塩基化合物及び２−ニトロソ−
１−ナフトールと共に還流することによっても合成する
ことが可能である。

斯かるスピロオキサジン化合物を含有する調光層におい
ては、高分子量物質中に当該スピロオキサジン化合物が
均一に分散あるいは溶解されて存在していることが重要
である。ｍ光層を形成する高分子量物質は特に制限され
るものではな（、熱可塑性樹脂であっても、また熱硬化
性樹脂であってもよい。

本発明においては、第１図あるいは第２図に示すように
、本質的に、第１の樹脂製レンズｌと第２の樹脂製レン
ズ２との間に、調光層３がそのいずれの表面もが露出せ
ずに介在された状態で一体的に構成されていればよく、
例えば調光層３が接着層としての作用を有する場合には
、第１図の例のように調光層３の両面が２枚の樹脂製レ
ンズ１と２に直接接する構成としてもよいし、あるいは
第２図の例のように調光層３の両面がそれぞれ接着層５
．６を介して２枚の樹脂製レンズ１と２に接する構成と
することもできる。接着層５．６の一方のみが存在する
構成となし得ることも勿論である。

本発明調光レンズを製造するためには、実際上次のよう
な２つの方法を好ましく利用することができる。

第１の方法は、調光層を形成する高分子量物質またはそ
の前駆体（モノマー、オリゴマーなどであって熱、その
他の重合手段によって重合若しくは硬化して高分子量物
質を与えるもの）と、適宜のスピロオキサジン化合物と
を、溶剤の存在下にあるいは溶剤を用いずに、混合して
調光層形成用塗布液を調製し、この塗布液を互いに組み
合わせられるｔｍの樹脂製レンズの一方に塗布し、塗布
層が中間に位置するよう当該樹脂製レンズを他方の樹脂
製レンズと貼り合わせる。または、塗布液を１組の樹脂
製レンズの各貼り合わせ面に塗布し、塗布層が中間に位
置するよう当該２枚の樹脂製レンズを互いに貼り合わせ
る。塗布液は、樹脂製レンズに既に接着層が形成されて
いる場合には、その接着層上に塗布すればよい、また塗
布された塗布液は、必要に応じて、樹脂製レンズの貼り
合わせの前後に乾燥させ、若しくは重合、硬化させる−
ことができる。

第２の方法は、スピロオキサジン化合物を含有する高分
子量物質よりなる調光フィルムを別途形成し、この調光
フィルムを、接着剤を用いであるいは用いずに、２枚の
樹脂製レンズの間に位置させてそれらの樹脂製レンズを
相互に貼り合わせる方法である。

上述の調光フィルムは、例えば、高分子量物質とスピロ
オキサジン化合物とを混合して加熱溶融し、これをプレ
スまたは押し出し成形した後にカレンダー加工を施す方
法によって作製することができる。あるいは、高分子量
物質とスピロオキサジン化合物とを溶剤の存在下に溶解
させ、流延後溶剤を揮発除去する、いわゆるキャスト法
によって作製することもできる。勿論これらの方法に限
定されるものではない。

斯くして作製された調光フィルムを、２枚の樹脂製レン
ズ間に置き、両樹脂製レンズを圧着させることによって
一体に接着させ、以て本発明の調光レンズを得ることが
できる。この接着のために必要であれば、調光フィルム
の一面若しくは両面に接着剤を塗布してお（ことができ
、また樹脂製レンズとして、貼り合わせ面に接着層を形
成したものを用いることができる。圧着に際しては、熱
を加えることがしばしば存効である。

調光フィルムの形成に用いられる高分子量物質としては
、溶融あるいは溶解可能な、光学的に透明な熱可塑性樹
脂を用いることが好ましい、そのような樹脂の具体例と
しては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ＾）を代表
とする各種のアクリル樹脂若しくはメタクリル樹脂、ポ
リスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエ
チレンテレフタレート、各種のポリアミド、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−アクリル酸共重合体、ポリイソブチレン、ポ
リ４−メチルペンテン−１、エチレン−プロピレンゴム
、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート等を挙げることが
できるが、これらに限定されるものではなく、他の多く
の熱可塑性樹脂若しくはゴムの中から選択されたものを
用いることもできる。

既述の第１の方法においては、調光層を形成するための
高分子量物質として、上記の調光フィルムの作製に用い
られるものと同様の熱可塑性樹脂を用いることもできる
が、また熱硬化性樹脂を用いることもできる。

熱硬化性樹脂の例としてエポキシ樹脂を用いて本発明の
調光レンズを製造する場合について説明すると、スピロ
オキサジン化合物を液状のエポキシ樹脂前駆体にその硬
化剤と共に混合し、得られる混合液を、１組の樹脂製レ
ンズの一方の凹所に入れてその内面に付着させることに
より塗布し、この塗布面に他方の樹脂製レンズの凸面を
圧着させ、その後加熱して硬化させればよい、また前記
高分子量物質としてゴムの一種であるポリイソブチレン
を用いる場合には、ポリイソブチレンとスピロオキサジ
ン化合物とをメチルエチルケトンあるいはシクロヘキサ
ン等の溶剤に溶解させて得られる溶液を、１組の樹脂製
レンズの一方または両方の貼り合わせ面に塗布し、溶剤
を乾燥させ、その後貼り合わせ面同士を高温下において
圧着させて硬化させればよい。

従って第１の方法においては、調光層の形成に用いられ
る高分子量物質としては、第２の方法において調光フィ
ルムの材料として用いられる熱可塑性樹脂やゴムの他に
、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、その
他の熱硬化性樹脂をも用いることができる。更に、例え
ばスピロオキサジン化合物を含有する多官能性アクリレ
ートあるいは多官能性メタクリレート等のモノマーが層
状に介在された状態となるよう２枚の樹脂製レンズを接
着し、その後、光の照射または加熱等によって当該層状
のモノマーを重合させて高分子量物質に変換させる方法
を利用することができる可能性もある。

本発明における調光層の形成においては、スピロオキサ
ジン化合物を高分子量物質と組み合わせる際に、相溶性
、呈色の程度、樹脂製レンズとの接着性、耐候性等の向
上のために、各種の添加剤を加えることも、勿論可能で
ある。斯かる添加剤としては、例えば、各種の抗酸化剤
、微量の紫外線吸収剤、可塑剤、その他があるが、特に
スピロオキサジン化合物による呈色を良好なものとする
ために、大きな極性を有するフェノール系化合物の添加
が有効である。

また調光層におけるスピロオキサジン化合物と高分子量
物質との割合は、用いるスピロオキサジン化合物の種類
および高分子量物質の種類によっても異なるが、高分子
量物質１００重量部に対してスピロオキサジン化合物が
３〜６０重量部の範囲内であることが好ましい、調光層
の厚さについては製品としての調光レンズの用途および
含有されるスピロオキサジン化合物の量、その他の条件
に応じて適宜選定すればよいが、通常０．２〜２００ミ
クロン程度であることが好ましい。

本発明において、樹脂製レンズの材料としては特に限定
されず、種々のものを用いることができる０例えばポリ
メチルメタクリレート、ジエチレングリコールビスアリ
ルカーボネート樹脂（例えばｒＣＲ−３９Ｊ　）　、ポ
リカーボネート、ポリスチレン等の従来よりプラスチッ
クレンズの材料として用いられている材料、並びに最近
急速に用いられ始めた高屈折率を存するナイロン系、ポ
リアクロレイン系、ブロム置換芳香族メタクリレート系
樹脂等も用いることができる。

本発明においては、樹脂製レンズと、調光層を形成する
高分子量物質とが互いに良好な接着性を存する場合には
、特に接着層を設けずに直接接着させることができるが
、両者の接着性が乏しい場合には接着層が設けられる。

この接着層は樹脂製レンズの表面に形成されることが好
ましい、またこの接着層は、従来公知の接着剤を、通常
は樹脂製レンズの貼り合わせ面に、従来公知の手段によ
って塗布する方法、その他の方法によって形成すること
ができる。

本発明において、２枚の樹脂製レンズとしていずれも度
の入っていないものを用いた場合には、調光用サングラ
ス用の調光レンズが得られ、また２枚の樹脂製レンズの
一方または両方として度の入ったものを用いた場合には
、度付調光用サングラス用の調光レンズが得られる。そ
して使用者の目を保護するために樹脂製レンズに紫外線
吸収剤を含有させる場合であつても、使用状態において
内側に位置することとなる樹脂製レンズに紫外線吸収剤
を含有させるべきであって、外側に位置することとなる
樹脂製レンズに多量の紫外線吸収剤を含有させることは
、調光層の作用を阻害するので、避けなければならない
。

更に、前記樹脂製レンズには、組み合わせられる他方の
樹脂製レンズとの貼り合わせの前あるいは貼り合わせの
後に、通常この種のレンズにおいて形成されるハードコ
ートやマルチコートを形成することができ、また貼り合
わせの前あるいは貼り合わせの後に、樹脂製レンズを染
色し、これによって調光層の呈色と組み合わせて、例え
ば太陽光が照射されたときに呈される実際の色を調整す
ることができ、特に有用な調光レンズを得ることができ
る 〔発明の効果〕 来光−の調光レンズは、光による調光作用を示し、しか
も自然環境下に置かれた場合にも調光層が２枚の樹脂製
−レンズの間に位置する状態で一体化されているため、
環境因子、特に水分の影響によるスピロオキサジン化合
物の劣化が確実に防止され、比較的長期間にわたってそ
の優れた調光作用を維持することができ、実用上きわめ
て有用である。また単に調光層が中間に位置される状態
で２枚の樹脂製レンズを接着するのみでよいので、非常
に容易に低いコストで製造することができる利点がある
。

本発明の調光レンズは、サングラス、度付眼鏡、各種の
ゴーグル等に利用することのできる有用なものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について説明するが、本発明がこれ
らに限定されるものではない。

実施例１ 精製した１、３．３−　トリメチルスピロ〔インドリノ
−２，３”−ナフト（２，１−ｈ）　（Ｉ，４）−オキ
サジン〕１０ｇを、室温で液状のエポキシ樹脂前駆体［
エボテッ・り３０１Ｊ（米国エポキシ、テクノロジー社
製、温度２５℃における粘度１００ｃｐｓ）　１００　
ｇに溶解して調光層用塗布液を調製し、この塗布液を、
ジエチレンゲリコールビスアリルカーボネート樹脂ｒＣ
Ｒ−３９」を材質とし紫外線吸収剤を含有しない湾曲し
た第１の樹脂製レンズの凹面に滴下し、この第１の樹脂
製レンズの当該凹面に、適合する曲率の第２の樹脂製レ
ンズの凸面を重ね合わせて中心から周辺に向かって順次
空気を除去しながら圧着した。その後これを温度６５℃
に維持した恒温槽内に入れ、２時間の間装置してエポキ
シ樹脂前駆体を硬化させ、これによって厚さ約１５ミク
ロンの調光層を有する本発明調光レンズを製造した。

この調光レンズは無色透明であり、これに太陽光を当て
たところ、を効なフォトクロミック作用を呈した。また
この調光レンズを試料としてウェザ−メーター「スーパ
ーロングライフ・サンシャイン・ウェザ−メーター」（
スガ試験機社製）により促進曝露テストを行ったところ
、１００時間経過後においても初期と殆ど同様の優れた
フォトクロミンク作用を発揮することが認められた。

比較例１ 実施例１において用いたものと同じ１，３．３−　）リ
メチルスピロ〔インドリノ−２，３″−ナフト〔２゜１
−ｂ）　（Ｉ，４）−オキサジン〕のエポキシ樹脂前駆
体による調光層用塗布液を、実施例１において用いた第
１の樹脂製レンズと同じ樹脂製レンズの凸面に塗布し、
エポキシ樹脂前駆体を実施例１と同様に温度６５℃で２
時間の間硬化処理し、これによって厚さ約１５ミクロン
の調光層を存する比較用調光レンズを製造した。

この調光レンズは無色透明であり、これに太陽光を当て
たところ、有効なフォトクロミンク作用を呈したが、実
施例１と同様のウェザ−メーターによる促進曝露テスト
を行ったところ、１００時間経過後には、スピロオキサ
ジン化合物の一部が分解してインドリンが生成したこと
によると認められる淡赤色を示すに到り、太陽光を当て
ても殆ど呈色を示さず、フォトクロミンク作用は大幅に
低いものとなった。

実施例２ ５−クロロ−１，３，３−トリメチルスピロ〔インドリ
ノ−２，３゛−ナフト（２，１−ｂ）　（Ｉ，４）−オ
キサジン〕１５ｇと、極性を与えるためのビスフェノー
ルＡ　１０　ｇを、エポキシ樹脂前駆体「エボニソクス
＋１１１００クリヤー」（大日本塗料−社製）溶液２０
０ｃｃ中に溶解して調光層用塗布液を調製した。

一方、Ｐ？１ＭＡを材質とし紫外線吸収剤を含有しない
湾曲した中心部の厚さが１　、５＋ａｍの樹脂製レンズ
を２枚用意し、前記塗布液を、第１の樹脂製レンズの凹
面および第２の樹脂製レンズの凸面にスプレーにより吹
きつけて塗布し、室温で約１時間放置した後両樹脂製レ
ンズの塗布面を互いに圧着させ、温度８０℃に維持した
恒温槽により１６時間加熱処理してエポキシ樹脂前駆体
を硬化させ、これによって厚さ約２０ミクロンの調光層
を有する本発明調光レンズを製造した。

この調光レンズは無色透明であり、これに太陽光を当て
たところ、有効なフォトクロミック作用を呈した。また
この調光レンズを試料として実施例１と同様のウヱザー
メーターによる促進曝露テストを行ったところ、１００
時間経過後においても初期と殆ど同様の優れたフォトク
ロミンク作用を発揮することが認められた。

比較例２ 実施例２において用いたものと同じ５−クロロ−１，３
，３−トリメチルスピロ〔インドリノ−２，３″−ナフ
ト（２，１−ｂ　）　（Ｉ，４）−オキサジン〕および
ビスフェノールＡのエポキシ樹脂前駆体による調光層用
塗布液を、実施例２において用いたものと同し樹脂製レ
ンズの凸面にスプレーにより塗布し、エポキシ樹脂前駆
体を実施例２と同様に温度８０℃で１６時間の間硬化処
理し、これによって厚さ約２０ミクロンの調光層を有す
る比較用調光レンズを製造した。

この調光レンズは無色透明であり、これに太陽光を当て
たところ、有効なフォトクロミンク作用を呈したが、実
施例１と同様のウェザ−メーターによる促進曝露テスト
を行ったところ、８０時間経過後には、淡赤色を示して
おり、太陽光を当てても殆ど呈色を示さず、フォトクロ
ミンク作用は低いものであった。

実施例３ 精製した１、３．３−トリメチルスピロ（インドリノ−
２，３゛−ナフト（２，１−ｂ　）　（Ｉ，４）−オキ
サジン〕１０ｇを、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂
「エバレックス１５０Ｊ　　（三井ポリケミカル四社製
、酢酸ビニル含ｉｔ　３３重量％）３０ｇと共にトルエ
ン３００ｇに加熱溶解して調光フィルム形成液を調製し
、この液をテフロンシート上に流延して厚さ２０ミクロ
ンの調光フィルムを作製した。この調光フィルムを、ジ
エチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂ｒＣＲ
−３９Ｊを材質とし紫外線吸収剤を含有しない湾曲した
厚さ１．２１の樹脂製レンズ２枚の間に挟み、温度８０
℃に維持したオープン中で圧着させ、これによって厚さ
約１５ミクロンの調光層を有する本発明調光レンズを製
造した。

この調光レンズは無色透明であり、これに太陽光を当て
たところ、有効なフォトクロミンク作用を呈した。また
またこの調光レンズを試料として実施例１と同様のウェ
ザ−メーターによる促進曝露テストを行ったところ、１
００時間経過後においても初期と殆ど同様の優れたフォ
トクロミック作用を発揮することが認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明に係る調光レンズ
の構成を示す説明用断面図である。 １・・・第１の樹脂製レンズ ２・・・第２の樹脂製レンズ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）下記一般式（ I ）で示されるスピロオキサジン化
   合物を含む高分子量物質からなる調光層を、２枚の樹脂
   製レンズの間に介在させてなることを特徴とする耐久性
   の優れた調光レンズ。 一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿１は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、
   炭素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルコ
   キシ基、Ｒ＿２は炭素数１〜６のアルキル基、−（ＣＨ
   ＿２）−＿ｎＣＯＯＨ、−（ＣＨ＿２）−＿ｎＣＮ、−
   （ＣＨ＿２）−＿ｎＣＯＯＲを示す。 ただしＲは炭素数１〜６のアルキル基、ｎは１〜４の整
   数を示す。〕