JPS6234980A - フオトクロミツクコ−テイング用組成物 - 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】 技術分野 本発明はフォトクロミックコーティング材料に関するも
ので、フォトクロミックメガネレンズ、画像材料（マイ
クロイメージ、ホログラム記録）等に利用される。

従来技術 従来のフォトクロミック材料としてはノ＼ロゲン化銀、
スピロピラン、ジチゾン系化合物がある。しかしながら
、ハロゲン化銀は合成樹脂に使用でき左い欠点があシ、
後者は全て発色及び消色応答速度が遅いという欠点があ
った。

目　　　的 本発明は合成樹脂にも使用でき、かつ消色速度を任意に
選択でき、従来の欠点を克服したフォトクロミックコー
ティング組成物を提供することを目的とする。

構成 本発明者は前記目的を達成するために鋭意研究した結果
、 （Ｒ）ｎ−Ｘ″″ （Ｒは置換または無置換の芳香族基またはアルキル基、
ｎは１または３の整数、Ｘは硫黄、ケイ素、スズ、ゲル
マニウムまたは炭素を示す）で表わされるタイプの有機
アニオン及び芳香族化合物を含有することを特徴とする
フォトクロミックコーティング用組成物を提供すること
によって前記目的が達成できることを見出した。

Ｒは（Ｔ）ｒｎ多矢’または、　（Ｔ）ｎ１チシ迄γ（
ｍ＝０．１，２；Ｔ＝アルキル基、ハロゲン、アセチル
基等）で表わされる置換または無置換のフェニル、ナフ
チル等の芳香族基おるいはエチル基などのアルキル基で
ある。

本発明のフォトクロミックコーティング材料は適当な芳
香族化合物を選択すれば、各種の色を出すことができて
調光性に優れ、しかも消色の速度も自由に選択できるも
のである。

本発明の７オトクロミツク特性の一般的な原理はさだが
でないが、およそ次のようなものである。

有機アニオン（例えばＲ−Ｘ−）は光照射によシ下記の
式（１）に従って電子を出す。

ｂν Ｒ−Ｘ−−Ｒ−Ｘ４＋　ｅ″″　　（１）Ｒ−Ｘ・は下
記の式（２）に従ってカップリングしてＲ−Ｘ−Ｘ−Ｒ
となる。

２Ｒ−Ｘ・→Ｒ−Ｘ−Ｘ−Ｒ（２） このときできた電子が芳香族化合物（Ａ）に入シ、着色
したラジカルアニオン（Ａ′：）が生成する。

Ａｌ。−−Ａ７（３１ Ｒ−Ｘ−Ｘ−ＲはＡよシ還元電位が負に大きいため、生
成したラジカルアニオンは安定である。

ここでＲ−Ｘ−Ｘ−ＲとＡとの還元電位差を適当に選ぶ
ことによシ、色の消色速度を調整することができる。還
元電位差、す彦わち １　”Ｒ−Ｘ−Ｘ−ＲＩ　　Ｉ　ＥＡｌの値が小さいほ
ど消色速度は速い。

消色機構は次の式に従って進行する。

Ａτ＋Ｒ−Ｘ−Ｘ−Ｒ，：二Ａ＋Ｒ−Ｘ−Ｘ−Ｒ）　　
　（４）Ｒ−Ｘ−Ｘ−Ｒ丁　→　ｌ’ｔ−Ｘ−＋Ｒ−Ｘ
・　　　　　　　　（５）２Ｒ−Ｘ−→Ｒ−Ｘ　−Ｘ　
−Ｒ（６）反応（４）の速度は律速で、（５）は速い。

（６）は（２）の反応と同じである。反応は可逆でフォ
トクロミック特性を示す。

本発明のフォトクロミックコーティング組成物はガラス
の他にポリカー−ネート等へ合成樹脂に対しても使用で
き、褪色速度を自由に任意に選択できることが特徴であ
る。

本発明の７オトクロンツクコーテイング材料に使用され
る芳香族化合物（Ａｌは、その対応する（Ｒ）−Ｘ・、
　（Ｒ）ｎ−Ｘ　−Ｘ−（Ｒ）ｎに比べ、還元策位（負
になる）の絶対値が ｌ　’Ｂ　　　　ｌ　＜　Ｉ　Ｅ　　ｌ　＜　ｌ　Ｅ（
Ｒ）、−Ｘ−Ｘ−（Ｒ）。１（Ｒ）ｎＸ−Ａ の条件を満たす物ならよく、ナフタレン、アントラセン
、テトラ七ン等や、芳香族カルゼニル化合物、たとえば
ベンゾフェノン、フルオレノン、キサントン、チオキサ
ントン等がある。その他、ラジカルアニオンが自己分解
しにくいものならいずれでも良い。

有機アニオンは空気中でしばしば劣化し易いため、窒素
気流中で作成する。たとえば７エ二ルチオレイトアニオ
ンはジフェニルジスルアオンをエーテル系溶媒中で窒素
気流下ナトリウム還元する。これを乾燥させ、窒素下保
存する。

適当々有機アニオンの具体例としてはフェニルチオレー
トアニオン、トリフェニルシリルアニオン、トリフェニ
ルスタノニルアニオン、トリフェニルゲルマニウムイオ
ン、エチルチオレ一トアニオン等がある。

有機アニオン芳香族化合物の適当な重量比（ｆ）はｆ＝
芳香族化合物／有機アニオン＝３／１〜２／３である。

この比（ｆ）がこれ以上大きくなるとアニオンの相対濃
度が下がシ、光吸収率が悪くなり、色濃度が十分でなく
ガる。一方、この比（ｆ）がこれより小さいと同様に色
濃度が十分でなくなる。

有機アニオン及び芳香族化合物は極性溶媒中に溶かし、
ただちにガラスの上またはポリカーゼネート等の透明樹
脂上にコーティングする。

このフォトクロミックコーティングの適当な被膜の厚さ
は１〜５０μ扉であシ、被膜の厚さが１μｍよシ小さい
と適当に着色せず、５０μｍよシ大きいと接着強度が劣
る。

さらに酸素透過性の小さな樹脂をその上にコーティング
する。酸素透過性の小さな樹脂のコーティングの適当な
膜厚は５μｍ〜１０００μｍであシ、この膜厚が５μｍ
よシ小さいと酸素が遮断しにくく、１０００μｍよシ大
きいと透明性が悪くなる。本発明で使用するのに適当な
酸素透過性の小さな樹脂及びその適当外膜厚の例として
は、ポリアクリロニトリル（５〜１０００μ、ｍ）、ポ
リビニルアルコール（１０〜１０００μ、ｍ　）、ポリ
ビニルブチラール（１０〜１０００μｍ）、ぼり塩化ビ
ニリデン（１０〜１０００μｍ、ポリアクリロニトリル
（１０〜１０００μｒＬＬ）等がある。

これらのコーティング作業は窒素気流下で行う。

一般に発色濃度は大きければ大きいほど良く、褪色時間
が早ければ早いほど良い。しかしながら、発色濃度が大
きいことと褪色時間が早いこととは相反する事項である
。そこでフォトクロミックコーティング材料の用途に応
じて、その特性を適宜選択する。たとえば発色寿命の長
いものは画像材料等に利用され、短いものはケミカルス
イッチ、ディスプレイ等に利用される。

このように使用目的に応じて材料が選択される。

次に本発明を下記の実施例によってさらに具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１ この例は発色濃度が高く、褪色速度が小さい例を示す。

フェニルチオレートアニオン　　　１０部チオキサント
ンスルホン　　　　　１０部テトラヒドロフラン　　　
　　　　８０部が室温で窒素ガス雰囲気下で３０分間攪
拌し、ポリカーぽネート樹脂にコーティング塗布した。

被膜の厚さは３μであった。さらにこの上にポリビニル
ブチラール樹脂２０部及びエタノール８０部の水溶液を
コーティング塗布し、乾燥硬化させた。全被膜の厚さは
約２０μでおった。

被膜は光照射前は淡い黄色を示したが、透明であった。

この材料に太陽光を照射すると、ブルーに着色した。発
色濃度０．１を得るのに約０．５ｍＪ１ｍｌの光エネル
ギーで済んだ。暗所にもっていくと、約６時間で無色に
戻った。

実施例２ フェニルチオレートアニオン　　　１０部チオキサント
ンスルフィド　　　　１０部テトラヒドロ７ラン　　　
　　　　８０部を室温で窒素雰囲気中で３０分間攪拌し
、ポリ塩化ビニリデン樹脂の上にポリエチレン樹脂を積
層した板の上にコーティング塗布した。被膜の厚さは約
１０μであった。この上に、さらに−リエチレン樹脂、
ポリ塩化ビニリデン樹脂を順次コーティングした。全被
膜の厚さは約５０μであった。この材料に太陽光を照射
すると、シアン色に発色した。これを暗所にもっていく
と、約１０分で無色になった。

この材料はフォトクロメガネとして有望である。

実施例３ トリフェニルシリルアニオン　　　１０部ターフェニル
（（）（）−＠）　　　　　１０部テトラヒドロフラン
　　　　　　　８０部を室温で窒素雰囲気中で３０分間
攪拌し、実施例２で示したのと同様にぼりエチレン、ポ
リ塩化ビニリデンで包んだ材料を作った。

この材料に太陽光をあてると、シアン色に発色した。こ
れを暗所にもっていくと、約１時間で無色になった。

実施例４〜６ 下記の表に示した着色材料を使用して実施例２を繰返し
た。得られた結果を表に示す。

（以下余白） 効果 以上述べたように、本発明のフォトクロミックコーティ
ング材料は合成樹脂に対しても使用でき、用途に応じて
材料を選択することによって消色時間を自由に調節でき
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、 （Ｒ）＿ｎ−Ｘ＾− （Ｒは置換または無置換の芳香族基または アルキル基、ｎは１または３の整数、Ｘは硫黄、ケイ素
   、スズ、ゲルマニウムまたは炭素を示す）で表わされる
   タイプの有機アニオン及び芳香族化合物を含有すること
   を特徴とするフオトクロミツクコーテイング用組成物。