WO2018070383A1 - 光学材料用重合性組成物およびその用途 - Google Patents
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- G03C7/10—Manufacture of colour screens with regular areas of colour, e.g. bands, lines, dots
Definitions
- R 3 represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or an alkyleneoxy group having 1 to 20 carbon atoms having a hydroxyl group
- R 4 represents a hydroxyl group
- R 5 represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms
- R 6 , R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom or Represents a methyl group
- n represents an integer of 1 to 20
- a and b each independently represents an integer of 1 to 200.
- a plurality of R 2 to R 8 may be the same or different.
- M is the number of bonds between R 3 and G and represents an integer of 1 to 10.
- X 7 and X 8 are the same or different and are a polyalkylene glycol group or a group represented by the above general formula (1b), and R 5 is substituted with a hydrogen atom or an alkylene glycol group.
- A represents a group derived from a polyol compound having two or more hydroxyl groups and bonded to C ( ⁇ O) — in the repeating unit to form an ester bond, and R 1 is substituted.
- R 1 represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an optionally substituted aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and an optionally substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and R 2 has a hydroxyl group.
- R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group
- m represents an integer of 1 to 1000
- o represents a polyol constituting A. The value below the number of the hydroxyl groups of a compound is shown.
- a plurality of R 1 to R 3 may be the same or different.
- R 1 is a propylene glycol group
- a 1 is a polypropylene glycol chain
- R 2 is a Michael adduct of ⁇ -mercaptopropionic acid and a methacrylic acid group.
- a 2 is a polyethylene glycol chain
- R 3 is a hydroxyethylene group
- n is a valence of 2 of a propylene glycol group
- the compound is represented by the following general formula (j).
- R 1 is a mercaptoethoxy group
- a 1 is a polyethylene glycol chain
- R 2 is an oxyethylene group
- a 2 is a polycaprolactone chain
- R 3 is a hydroxyhexanoic acid group
- n is methoxy.
- a, b, and c each represent the number of units, and are each independently an integer of 3 to 300.
- examples of such compounds include commercially available methoxypolyethylene glycol (polylactic acid polyglycolic acid random copolymer) block copolymers (manufactured by Aldrich).
- a, b, and c each represent the number of units, and are each independently an integer of 3 or more and 300 or less.
- polymerization reactive compound examples include polyiso (thio) cyanate compounds having two or more isocyanato groups or isothiocyanato groups, (thio) epoxy compounds having one or more epoxy groups or thioepoxy groups, and oxetanyl having one or more oxetanyl groups.
- (Meth) acryloyl compounds include ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, cyclohexanedimethanol diacrylate, alkoxylated hexanediol Diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, caprolactone modified neopentyl glycol hydroxypivalate diacrylate, cyclohexane dimethanol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, bisphenol A diacrylate, ethoxylated bisphenol A diacrylate, hydroxypi Valaldehyde, modified trimethylolpropane diacrylate, neopentylglycol Over diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, propoxylated neopentyl glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, tri
- the manufacturing method of the hardening body of this embodiment includes the process of superposing
- These coating agents are, for example, dip coating, spin coating, and can be applied by a spray coating method, the coating amount of the base material, in the dry state, typically 0.05g / m 2 ⁇ 10g / m 2 .
- Example b using a polymer of general formula (2) (block copolymer)] (Production Example b1) Production of Brominated Polyolefin Terminal Branched Copolymer for Atom Transfer Radical (ATRP) Polymerization 1 g of purified polyolefin terminal branched copolymer (T) obtained in Reference Production Example a2 in a dried flask And triethylamine (Sigma Aldrich) 0.16 ml (1.11 mmol) were charged and dissolved in dehydrated dichloromethane 5 mL, and then 2-bromoisobutyric acid bromide (Sigma Aldrich) 0.13 ml (1.07 mmol) was dehydrated.
- Example b2 to b3 The procedure was the same as in Example b1 except that the amount of the catalyst was changed as shown in Table 4, and data on viscosity change was obtained. The results are shown in Table 4.
- FIGS. 6 to 12 graphs plotting the relationship between the addition ratio of the block copolymer and the decoloring speed F1 / 2 are shown in FIGS. As shown in FIGS. 6 to 12, it was confirmed that by using two types of block copolymers, the decoloring speed was faster than when one type of block copolymer was used. Table 23 shows the example numbers plotted in the graph of each figure.
- Example f using polymers of general formulas (a-1) to (j) (block copolymers)] (Reference Production Example f1: Michael addition type block copolymer)
- polypropylene glycol diol type manufactured by Wako Pure Chemicals: weight average molecular weight 2000
- 0.13 g (0.75 mmol) of toluenesulfonic acid monohydrate manufactured by Aldrich
- Comparative Examples g2 to g7 As shown in Table 32, a molded product was prepared by performing resinification in the same manner as in Comparative Example g1 except that the types and addition amounts of the naphthopyran photochromic dye and the polymer polyol component were changed. Table 32 also shows the measurement results of the photochromic characteristics. The resins of Comparative Examples g3 and g4 were cloudy, and resins not suitable for optical materials were obtained.
- A represents an n-valent organic group
- R 2 represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
- R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group
- m represents an integer of 1 to 1000
- o constitutes A The value is equal to or less than the number of hydroxyl groups in the polyol compound, and a plurality of R 1 to R 3 may be the same or different.
- R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and at least one of them is a hydrogen atom.
- M represents an integer of 30 to 500.
- E represents an oxygen atom or a sulfur atom
- X 3 represents a polyalkylene glycol group or a group represented by General Formula (1b).
- R 3 represents an m + 1 valent hydrocarbon group.
- G is the same or different, and —OX 4 , —N + R 4 X 5 X 6 Q 1- (X 4 to X 6 are Represents a polyalkylene glycol group, R 4 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms which may be substituted with a polyalkylene glycol group or an aromatic alkyl group, and Q 1 ⁇ represents a halogen ion or a carboxylate group.
- A represents an n-valent organic group
- R 2 represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
- R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group
- m represents an integer of 1 to 1000
- o constitutes A The value is equal to or less than the number of hydroxyl groups in the polyol compound, and a plurality of R 1 to R 3 may be the same or different.
- R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and at least one of them is a hydrogen atom.
- M represents an integer of 30 to 500.
- R 3 is a polymerizable organic group, and n is an integer of 1 to 6.
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Abstract
Description
代表的な例としては、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートやジアリルイソフタレートから得られるアリル樹脂や、(メタ)アクリレートから得られる(メタ)アクリル樹脂、イソシアネートとチオールから得られるポリチオウレタン樹脂が挙げられる。
さらに、特定のポリオール化合物を含む光学材料用重合性組成物によれば、フォトクロミック化合物の性能低下を起こすことなく、優れたフォトクロミック性能を発揮するとともに、機械的強度などの物性にも優れた、フォトクロミック化合物を含むポリウレタン系光学材料またはポリチオウレタン系光学材料を得ることができる(特許文献2)。
すなわち、本発明は、以下に示すことができる。
環境の変化を感受して吸光特性が変化する化合物(b)と、
重合反応性化合物(c)(重合体(a)を除く。)と、
を含む、光学材料用重合性組成物。
[2] 前記化合物(b)がクロミック化合物である、[1]に記載の光学材料用重合性組成物。
[3] 前記クロミック化合物がフォトクロミック化合物である、[2]に記載の光学材料用重合性組成物。
[4] 前記フォトクロミック化合物がナフトピラン誘導体である、[3]に記載の光学材料用重合性組成物。
[5] 重合反応性化合物(c)が、ポリイソ(チオ)シアネート化合物、(チオ)エポキシ化合物、オキセタニル化合物、チエタニル化合物、(メタ)アクリロイル化合物、(メタ)アリル化合物、アルケン化合物、アルキン化合物、二官能以上の活性水素化合物、および酸無水物から選択される1種または2種以上の化合物を含む、[1]~[4]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[6] 重合反応性化合物(c)が、前記ポリイソ(チオ)シアネート化合物および二官能以上の前記活性水素化合物を含み、
前記ポリイソ(チオ)シアネート化合物が、脂肪族ポリイソ(チオ)シアネート化合物、脂環族ポリイソ(チオ)シアネート化合物、芳香族ポリイソ(チオ)シアネート化合物である、[5]に記載の光学材料用重合性組成物。
[7] 重合体(a)のミクロ相分離構造体を含む、[1]~[6]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[8] 下記一般式(1)~(4)で表される化合物から選択される1種以上の化合物からなる重合体(a)のミクロ相分離構造体と、
環境の変化を感受して吸光特性が変化する化合物(b)と、
重合反応性化合物(c)(重合体(a)を除く。)が重合した樹脂と、
を含む、硬化体。
[9] [1]~[7]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を硬化した成形体。
[10] 重合体(a)のミクロ相分離構造体を含む、[9]に記載の成形体。
[11] [9]または[10]に記載の成形体からなる光学材料。
[12] [9]または[10]に記載の成形体からなるプラスチックレンズ。
[13] 下記一般式(1)~(4)で表される化合物から選択される1種以上の化合物からなる重合体(a)と、環境の変化により吸光特性が変化する化合物(b)と、重合反応性化合物(c)(重合体(a)を除く。)とを、混合する工程を含む、光学材料用重合性組成物の製造方法。
[14] 重合体(a)、化合物(b)および重合反応性化合物(c)を混合する前記工程は、
重合体(a)および化合物(b)を含む重合体粒子を形成する工程と、
前記重合体粒子に重合反応性化合物(c)を混合する工程と、
を含む、[13]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[15] 重合反応性化合物(c)は2種以上の化合物からなり、
重合体(a)、化合物(b)および重合反応性化合物(c)を混合する前記工程は、
重合体(a)、化合物(b)および重合反応性化合物(c)の一部を混合する工程と、
前記工程で得られた混合物に残りの重合反応性化合物(c)を混合する工程と、
を含む、[13]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[16] 化合物(b)がクロミック化合物である、[13]~[15]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[17] 前記クロミック化合物がフォトクロミック化合物である、[16]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[18] 前記フォトクロミック化合物がナフトピラン誘導体である、[17]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[19] [1]~[7]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を重合硬化する工程を含み、
前記工程は、
重合反応性化合物(c)が重合して樹脂を形成するとともに重合体(a)がミクロ相分離構造体を形成し、前記樹脂と前記ミクロ相分離構造体と化合物(b)とからなる硬化体を形成する工程を含む、硬化体の製造方法。
[20] [1]~[7]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を注型重合することによりレンズ基材を形成する工程を含む、プラスチックレンズの製造方法。
[21] レンズ基材を形成する前記工程は、
重合反応性化合物(c)が重合して樹脂を形成するとともに重合体(a)がミクロ相分離構造体を形成し、前記樹脂と前記ミクロ相分離構造体と化合物(b)とからなるレンズ基材を形成する工程を含む、[20]に記載のプラスチックレンズの製造方法。
以下、本発明を実施の形態により説明する。
本実施形態において、重合体(a)は下記一般式(1)~(4)で表される化合物から選択される1種以上からなる。
ポリオレフィン鎖は、炭素数2~20のオレフィンを重合したものである。炭素数2~20のオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセンなどのα-オレフィンが挙げられる。本実施形態においては、これらのオレフィンの単独重合体又は共重合体であってもよく、特性を損なわない範囲で他の重合性の不飽和化合物と共重合したものであってもよい。これらのオレフィンの中でも特にエチレン、プロピレン、1-ブテンが好ましい。
X1およびX2は同一または相異なり、一般式(1a)または一般式(1c)のいずれかで表される。
一般式(1a)において、本発明の効果の観点から、Eが酸素原子、X3がポリエチレングリコール基であることが好ましい。
一般式(1c)において、本発明の効果の観点から、R5は芳香族アルキル基、X7およびX8はいずれもポリアルキレングリコール基であることが好ましい。
本実施形態においては、重合体(a)として一般式(1)で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いることができる。
本実施形態においては、重合体(a)として下記一般式(2)で表される化合物を用いることができる。
R2において、「置換された炭素数1~20のアルキル基、置換された炭素数7~20のアラルキル基、置換された炭素数6~20のアリール基」の置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基、スルホニル基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のハロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~6のハロアルコキシ基等を挙げることができる。
R6およびR7は、水素原子またはメチル基を表し、少なくともどちらか一方は水素原子である。R8およびR9は、水素原子またはメチル基を表し、少なくともどちらか一方は水素原子である。複数存在するR4~R9は、同一でも異なっていてもよい。
l+mは2以上450以下、好ましくは5以上200以下の整数を表す。
nは、20以上300以下、好ましくは25以上200以下の整数を表す。
R6およびR7は、水素原子またはメチル基を表し、少なくともどちらか一方は水素原子である。R8およびR9は、水素原子またはメチル基を表し、少なくともどちらか一方は水素原子である。R10およびR11は、水素原子またはメチル基を表し、少なくともどちらか一方は水素原子である。複数存在するR4~R11は、同一でも異なっていてもよい。
l+m+oは3以上450以下、好ましくは5以上200以下の整数を表す。
nは、20以上300以下、好ましくは25以上200以下の整数を表す。
本実施形態においては、重合体(a)として一般式(2)で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いることができる。
本実施形態においては、重合体(a)として下記一般式(3)で表される化合物を用いることができる。
R1において、「置換された炭素数1~20のアルキル基、置換された炭素数7~20のアラルキル基、置換された炭素数6~20のアリール基」の置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、ニトロ基、スルホニル基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のハロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~6のハロアルコキシ基等を挙げることができる。
本実施形態においては、重合体(a)として一般式(3)で表される化合物から選択される少なくとも一種を用いることができる。
本実施形態においては、重合体(a)として下記一般式(4)で表される化合物を用いることができる。
ポリマー鎖としては、ポリアルキレン鎖、ポリエステル鎖、ポリシロキサン鎖、ポリエチレンイミン鎖、ポリアルキレンオキシド鎖等を挙げることができる。ポリマー鎖としては、ポリアルキレンオキシド鎖が好ましい。
ポリマー鎖であるポリエステル鎖としては、ポリα-アセトラクトン鎖、ポリβ-プロピオラクトン鎖、ポリγ-ブチロラクトン鎖、ポリδ-バレロラクトン鎖、ポリε-カプロラクトン鎖、ポリ乳酸鎖、ポリグリコール酸鎖、ポリ乳酸グリコール酸共重合体鎖、ポリエチレンテレフタレート鎖等を挙げることができる。
ポリマー鎖であるポリシロキサン鎖としては、ポリジメチルシロキサン鎖、ポリメチルフェニルシロキサン鎖等を挙げることができる。
ポリマー鎖であるポリエチレンイミン鎖としては、ポリエチレンイミン鎖、ポリプロピオニルアジリジン鎖、ポリアセチルアジリジン鎖、ポリホルミルアジリジン鎖等を挙げることができる。
1価の有機基としては、メトキシ基、エトキシ基、1-プロパノキシ基、2-プロパノキシ基、メトキシエトキシ基などのアルコキシ基、メチルメルカプト基、エチルメルカプト基などのアルキルチオ基、アセチル基などが挙げられる。
2価の有機基としては、エチレングリコレート基、プロピレングリコレート基、ブチレングリコレート基などの2官能アルコキシ基、エタンジチオレート基、プロパンジチオレート基などの2官能チオレート基等が挙げられる。
3官能の有機基としては、グリセロレート基、トリオキシエチルアミン基、トリオキシエチル(アルキル)アンモニウム塩などの3官能アルコキシ基等が挙げられる。
4官能の有機基としては、エチレンジアミノ基やそのアルキルアンモニウム塩などの4価のアミノ基、テトラオキシエチレンジアミン基、ペンタエリスリトールのオキシ体などの4価のアルコキシ基が挙げられる。
6官能の有機基としては、ジペンタエリスリトールのオキシ体等が挙げられる。
2価の連結基としては、エチレングリコール基、プロピレングリコール基などのエーテル型連結基、βメルカプトプロピオン酸と(メタ)アクリル酸基とのマイケル付加体のようなビスカルボキシレート型の連結基、グリコール酸基のようなエーテルカルボキシレート型連結基などが挙げられ、ブロックコポリマーの合成方法に応じて任意の連結基を用いることができる。
このような重合性有機基の例としてはヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ジヒドロキシプロピル基のような水酸基を有する有機基;アミノエチル基、アミノプロピル基のようなアミノ基を有する有機基:メルカプトエチル基、メルカプトプロピオン酸基、メルカプトエチルカルボニル基、メルカプトプロピルカルボニル基、チオグリコール酸基のようなメルカプト基を有する有機基;グリシジルエーテル基のようなエポキシ基を有する有機基;チオグリシジルエーテル基のようなチオエポキシ基を有する有機基;グリコール酸エーテルのようなカルボン酸を有する有機基;ビニル基、アリル基、アクリレート基、メタクリレート基のような末端に不飽和二重結合を有する有機基;プロパルギル基のような末端に不飽和三重結合を有する有機基等が挙げられる。
反応性が無い有機基としては、メトキシメチル基、メトキシエチル基、メトキシプロピル基、メトキシブチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、エトキシプロピル基、エトキシブチル基、プロピオキシメチル基、プロピオキシエチル基、プロピオキシプロピル基、プロピオキシブチル基、ブチロキシメチル基、ブチロキシエチル基、ブチロキシプロピル基、ブチロキシブチル基などが挙げられる。
本実施形態においては、一般式(4)で表される化合物として下記一般式(4a)で表される化合物を用いることができる。
一般式(4a)で表される化合物としては、数平均分子量が150以上、好ましくは200以上のものを用いることができる。
このような化合物の例としてはBASF社製のプルロニック(Pluronic)シリーズなどが挙げられる。プルロニックに含まれる化合物の構造は非特許文献1に示される。
なお、一般式(4a)で表される化合物の末端水酸基は、イソシアネート等の重合性化合物(c)と反応する場合もある。
重合体(a)として複数の化合物を混合して用いた場合、変色濃度の増加や消色速度の向上等が認められ、より優れたフォトクロミック特性を備えるプラスチックレンズを提供することができ、さらに透明性が向上するなど樹脂物性をより改善することができる。
本実施形態においては、一般式(4)で表される化合物として化合物(a)~(v)を用いることができる。
一般式(4)において、R1がプロピレングリコレート基であり、A1がポリプロピレングリコール鎖、R2がオキシプロピレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3がヒドロキシエチレン基、nがプロピレングリコレート基の価数の2の場合、当該化合物は下記一般式(a-1)で表される。
このような化合物の例としてはPluronicシリーズ(BASF社製)などが挙げられる。
このような化合物の例としてはPluronic Rシリーズ(BASF社製)などが挙げられる。
一般式(4)において、R1がグリセロレート基であり、A1がポリプロピレングリコール鎖、R2がオキシプロピレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3がヒドロキシエチレン基、nがグリセロール基の価数の3の場合、当該化合物は下記一般式(b-1)で表される。
このような化合物の例としては、グリセロールポリプロピレンオキシドブロックポリエチレンオキシド(Aldrich社製)などが挙げられる。
また、式中Qにおいて、プロピレンオキシド鎖とエチレンオキシド鎖が入れ替わった下記一般式(b-2)で表される化合物も例として挙げられる。
一般式(4)において、R1がエチレンジアミノ基であり、A1がポリプロピレングリコール鎖、R2がオキシプロピレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3がヒドロキシエチレン基、nがエチレンジアミノ基の価数の4の場合、当該化合物は下記一般式(c-1)で表される。
このような化合物の例としては、Tetronicシリーズ(BASF社製)などが挙げられる。また、式中Qにおいて、プロピレンオキシ基とエチレンオキシ基が入れ替わったTetronic Rシリーズ(BASF社製)も例として挙げられる。
一般式(4)において、R1がエチレングリコレート基であり、A1がポリエチレングリコール鎖、R2がオキシプロピレン基、A2がポリプロピレングリコール鎖であり、R3がアミノプロピレン基、nがエチレングリコール基の価数の2の場合、当該化合物は下記一般式(d)で表される。
このような化合物の例としては、ジェフアミンEDシリーズ(ハンツマン社製)などが挙げられる。
一般式(4)において、R1がメトキシ基であり、A1がポリエチレングリコール鎖、R2がオキシプロピレン基、A2がポリプロピレングリコール鎖であり、R3がアミノプロピレン基、nがメトキシ基の価数の1の場合、当該化合物は下記一般式(e)で表される。
このような化合物の例としては、ジェフアミンMシリーズ(ハンツマン社製)などが挙げられる。
一般式(4)において、R1がプロピレングリコレート基であり、A1がポリプロピレングリコール鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3がメルカプトエチルカルボニル基、nがプロピレングリコール基の価数の2の場合、当該化合物は下記一般式(f-1)で表される。
一般式(4)において、R1がプロピレングリコレート基であり、A1がポリプロピレングリコール鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3が2,3-エポキシプロピル基、nがプロピレングリコール基の価数の2の場合、当該化合物は下記一般式(g-1)で表される。
一般式(4)において、R1がプロピレングリコレート基であり、A1がポリプロピレングリコール鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3がカルボキシメチル基、nがプロピレングリコール基の価数の2の場合、当該化合物は下記一般式(h)で表される。
一般式(4)において、R1がプロピレングリコレート基であり、A1がポリプロピレングリコール鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3がアクリロイル基、nがプロピレングリコール基の価数の2の場合、当該化合物は下記一般式(i-1)で表される。
また、R3がメタクリロイル基の場合、一般式(1)は下記一般式(i-2)で表わされる。
一般式(4)において、R1がプロピレングリコール基であり、A1がポリプロピレングリコール鎖、R2がβメルカプトプロピオン酸とメタクリル酸基のマイケル付加体であり、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3がヒドロキシエチレン基、nがプロピレングリコール基の価数の2の場合、当該化合物は下記一般式(j)で表される。
また、当該ブロックコポリマーは、(a)~(j)で説明したそれぞれの要素を同時に含んでいても良く、ブロックポリマーA1およびA2は任意のポリアルキレンオキシド基を用いることが可能である。また、複数のブロックコポリマーの混合物を用いることで物性が改良されることがある。
一般式(4)において、R1がメトキシ基であり、A1がポリエチレングリコール鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリカプロラクトン鎖であり、R3がヒドロキシヘキサン酸基、nがメトキシ基の価数の1の場合、当該化合物は下記一般式(k-1)で表される。
一般式(4)において、R1がメトキシ基であり、A1がポリエチレングリコール鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリ乳酸、ポリグリコール酸ランダム共重合体鎖であり、R3がヒドロキシ酢酸基もしくは2-ヒドロキシプロピオン酸基、nがメトキシ基の価数の1の場合、当該化合物は下記一般式(l)で表される。
このような化合物の例としては、市販のメトキシポリエチレングリコール(ポリ乳酸ポリグリコール酸ランダム共重合体)ブロックコポリマー(Aldrich社製)などが挙げられる。
一般式(4)において、R1がメトキシ基であり、A1がポリエチレングリコール鎖、R2が4-シアノペンタン酸基、A2がポリベンジルアクリレート鎖であり、R3がベンジル-2-メルカプトプロピオン酸エステル基、nがメトキシ基の価数の1の場合、当該化合物は下記一般式(m)で表される。
一般式(4)において、R1がヒドロキシヘキサン酸基であり、A1がカプロラクトン鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3がヒドロキシエチル基、nがヒドロキシヘキサン酸基の価数の2の場合、当該化合物は下記一般式(n-1)で表される。
また、R3がメトキシエチル基の場合、一般式(4)は下記一般式(n-2)で表される。
一般式(4)において、R1がフェニルエチル基であり、A1がポリスチレン鎖、R2がフェニルエチレン基、A2がポリアクリル酸鎖であり、R3がプロパン酸基、nがフェニルエチル基の価数の1の場合、当該化合物は下記一般式(o)で表される。
このような化合物の例としては、ポリスチレンポリアクリル酸ブロック共重合体(Aldrich社製)などが挙げられる。
一般式(4)において、R1がメトキシ基であり、A1がポリエチレングリコール鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリプロピレングリコール鎖であり、R3がヒドロキシプロピル基、nがメトキシ基の価数の1の場合、当該化合物は下記一般式(p-1)で表される。
また、A2がポリブチレングリコール基の場合、一般式(4)は下記一般式(p-2)で表される。
一般式(4)において、R1がジメチルベンジル基であり、A1がポリメチルインダン鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3がヒドロキシエチル基、nがジメチルベンジル基の価数の1の場合、当該化合物は下記一般式(q-1)で表される。
また、R1がイソブチル基、A1がポリスチレン鎖の場合、一般式(4)は下記一般式(q-2)で表される。
また、R1がメチルスチレン二量体基、A1がポリスチレン鎖、nがメチルスチレン二量体基の価数の2の場合、一般式(4)は下記一般式(q-3)で表される。
一般式(4)において、R1がメトキシ基であり、A1がポリエチレンオキシド鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリ保護化アジリジン鎖であり、R3がヒドロキシエチル基、nがメトキシ基の価数の1の場合、当該化合物は下記一般式(r)で表される。
このような化合物の例としてR4がプロピオン酸基である、下記一般式(r-1)で表される化合物があげられる。
一般式(4)において、R1がイソブチル基であり、A1がポリジメチルシロキサン鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3がメチル基、nがイソブチル基の価数の1の場合、当該化合物は下記一般式(s-1)で表される。
また、R1がジメチルシロキシ基、R2がプロピレン基の場合、一般式(4)は下記一般式(s-2)で表される。
一般式(4)において、R1がプロピレングリコレート基であり、A1がポリプロピレングリコール鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3のうち一方がヒドロキシエチル基、もう一方はメトキシエチル基、nがプロピレングリコレート基の価数の2の場合、当該化合物は下記一般式(t)で表される。
一般式(4)において、R1がプロピレングリコレート基であり、A1がプロピレングリコール鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3が2,3-エポキシプロピル基、nがプロピレングリコレート基の価数の2の場合、当該化合物は下記一般式(u)で表される。
一般式(4)において、R1がプロピレングリコレート基であり、A1がプロピレングリコール鎖、R2がオキシエチレン基、A2がポリエチレングリコール鎖であり、R3が乳酸基、nがプロピレングリコレート基の価数の2の場合、当該化合物は下記一般式(v)で表される。
一般式(1)、(2)、(4)の化合物は化合物内に親水性部位と疎水性部位を有する両親媒性重合体である。
本実施形態においては、環境の変化を感受して吸光特性が変化する化合物(b)が用いられる。環境の変化とは、光の波長変化、温度変化、電気の印加、溶媒の種類等が挙げられる。吸光特性としては、吸収スペクトル、特定波長に於ける吸光度の強度変化率、特定波長に於ける吸光度の強度変化速度等が挙げられる。
化合物(b)としては、クロミック化合物(以下、クロミック物質またはクロミック色素ともいう)が挙げられ、以下の化合物を用いることができる。
フォトクロミック化合物は特定波長の光照射により、分子構造が可逆的に変化し、それに伴って吸光特性(吸収スペクトル)が変化する。本実施形態で用いるフォトクロミック化合物としては、特定の波長の光に対して吸光特性(吸収スペクトル)が変化する化合物が挙げられる。フォトクロミック化合物としては、公知のものを使用することができ、例えば、ナフトピラン、クロメン、スピロピラン、スピロオキサジンおよびチオスピロピラン、ベンゾピラン、スチルベン、アゾベンゼン、チオインジゴ、ビスイミダゾール、スピロジヒドロインドリジン、キニーネ、ペリミジンスピロシクロヘキサジエノン、ビオロゲン、フルギド、フルギミド、ジアリールエテン、ヒドラジン、アニリン、アリールジスルフィド、アリールチオスルホネート、スピロペリミジン、トリアリールメタンなどの化合物から誘導される化合物が挙げられる。
本実施形態においては、フォトクロミック化合物としてナフトピラン誘導体を用いることが好ましい。
サーモクロミック化合物は温度に応じて吸光特性(吸収スペクトル)が変化する。サーモクロミック化合物としてはロイコ化合物が挙げられ、具体的には、フタリド、フタラン、アシル-ロイコメチレン化合物、フルオラン、スピロピラン、クマリンなどが挙げられる。フルオランとしては具体的には、3,3'-ジメトキシフルオラン、3,6-ジメトキシフルオラン、3,6-ジ-ブトキシフルオラン、3-クロロ-6-フェニルアミノ-フルオラン、3-ジエチルアミノ-6-ジメチルフルオラン、3-ジエチルアミノ-6-メチル-7-クロロフルオラン、3-ジエチル-7,8-ベンゾフルオラン、3,3'-ビス-(p-ジメチル-アミノフェニル)-7-フェニルアミノフルオラン、3-ジエチルアミノ-6-メチル-7-フェニルアミノ-フルオラン、3-ジエチルアミノ-7-フェニル-アミノフルオラン、2-アニリノ-3-メチル-6-ジエチルアミノ-フルオラン等が挙げられる。同様に、フタリドとしては、3,3',3''-トリス(p-ジメチルアミノ-フェニル)フタリド、3,3-ビス(p-ジメチル-アミノフェニル)フタリド、3,3-ビス(p-ジエチルアミノ-フェニル)-6-ジメチルアミノ-フタリド、3-(4-ジエチルアミノ)フェニル等が挙げられる。
そのようなプロトン供与剤としては、例えば、フェノール、アゾール、有機酸、有機酸のエステル、有機酸の塩が挙げられる。
フェノールとしては、例えば、フェニルフェノール、ビスフェノールA、クレゾール、レゾルシノール、クロロレゾルシノール、β-ナフトール、1,5-ジヒドロキシナフタレン、ピロカテコール、ピロガロール、p-クロロフェノール-ホルムアルデヒド縮合物の三量体などが挙げられる。アゾールの例としては、ベンゾトリアゾール(例えば、5-クロロベンゾトリアゾール、4-ラウリルアミノスルホベンゾトリアゾール、5-ブチルベンゾトリアゾール、ジベンゾトリアゾール、2-オキシベンゾトリアゾール、5-エトキシカルボニルベンゾトリアゾール)、イミダゾール(例えば、オキシベンズイミダゾール)、テトラゾールなどが挙げられる。
有機酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば、サリチル酸、レゾルシル酸、安息香酸)、脂肪族カルボン酸(例えば、ステアリン酸、1,2-ヒドロキシステアリン酸、酒石酸、クエン酸、シュウ酸、ラウリン酸)などが挙げられる。
さらにサーモクロミック化合物と顕色剤による反応を制御するため、温度に応じて酸を受容するプロトン受容剤(「減感剤」とも呼ばれる)も含みうる。そのようなプロトン受容剤としては、例えば、多価アルコール、脂肪酸エステル、グリコールエーテル、およびポリエチレングリコール型ノニオン活性剤が挙げられる。
その他、電気(電圧の印加)により吸光特性が変化するエレクトロクロミック化合物、接触する溶媒の種類により吸光特性が変化するソルバトクロミック化合物などが挙げられる。
重合反応性化合物(c)には、必要に応じて添加される開始剤および触媒等の添加剤の存在下あるいはそれら不存在下においても、自己重合、共重合、或いは付加重合できる重合性官能基を少なくとも1個以上有する重合反応性化合物が含まれる。なお、重合反応性化合物(c)は、重合体(a)を含まない。
イソホロンジイソシアネート、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ビス(イソシアナトシクロヘキシル)メタン、ジシクロヘキシルジメチルメタンイソシアネート、2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、3,8-ビス(イソシアナトメチル)トリシクロデカン、3,9-ビス(イソシアナトメチル)トリシクロデカン、4,8-ビス(イソシアナトメチル)トリシクロデカン、4,9-ビス(イソシアナトメチル)トリシクロデカン等の脂環族ポリイソシアネート化合物;
トリレンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルスルフィド-4,4-ジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート化合物;
2,5-ジイソシアナトチオフェン、2,5-ビス(イソシアナトメチル)チオフェン、2,5-ジイソシアナトテトラヒドロチオフェン、2,5-ビス(イソシアナトメチル)テトラヒドロチオフェン、3,4-ビス(イソシアナトメチル)テトラヒドロチオフェン、2,5-ジイソシアナト-1,4-ジチアン、2,5-ビス(イソシアナトメチル)-1,4-ジチアン、4,5-ジイソシアナト-1,3-ジチオラン、4,5-ビス(イソシアナトメチル)-1,3-ジチオラン等の複素環ポリイソシアネート化合物;
ヘキサメチレンジイソチオシアネート、リジンジイソチオシアネートメチルエステル、リジントリイソチオシアネート、m-キシリレンジイソチオシアネート、ビス(イソチオシアナトメチル)スルフィド、ビス(イソチオシアナトエチル)スルフィド、ビス(イソチオシアナトエチル)ジスルフィド等の脂肪族ポリイソチオシアネート化合物;
イソホロンジイソチオシアネート、ビス(イソチオシアナトメチル)シクロヘキサン、ビス(イソチオシアナトシクロヘキシル)メタン、シクロヘキサンジイソチオシアネート、メチルシクロヘキサンジイソチオシアネート、2,5-ビス(イソチオシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、2,6-ビス(イソチオシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタン、3,8-ビス(イソチオシアナトメチル)トリシクロデカン、3,9-ビス(イソチオシアナトメチル)トリシクロデカン、4,8-ビス(イソチオシアナトメチル)トリシクロデカン、4,9-ビス(イソチオシアナトメチル)トリシクロデカン等の脂環族ポリイソチオシアネート化合物;
トリレンジイソチオシアネート、4,4-ジフェニルメタンジイソチオシアネート、ジフェニルジスルフィド-4,4-ジイソチオシアネート等の芳香族ポリイソチオシアネート化合物;
2,5-ジイソチオシアナトチオフェン、2,5-ビス(イソチオシアナトメチル)チオフェン、2,5-イソチオシアナトテトラヒドロチオフェン、2,5-ビス(イソチオシアナトメチル)テトラヒドロチオフェン、3,4-ビス(イソチオシアナトメチル)テトラヒドロチオフェン、2,5-ジイソチオシアナト-1,4-ジチアン、2,5-ビス(イソチオシアナトメチル)-1,4-ジチアン、4,5-ジイソチオシアナト-1,3-ジチオラン、4,5-ビス(イソチオシアナトメチル)-1,3-ジチオラン等の含硫複素環ポリイソチオシアネート化合物等を挙げることができる。
ビス(2,3-エポキシプロピル)スルフィド、ビス(2,3-エポキシプロピル)ジスルフィド、ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)メタン、1,2-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)エタン、1,2-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)プロパン、1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)プロパン、1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-2-メチルプロパン、1,4-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)ブタン、1,4-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-2-メチルブタン、1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)ブタン、1,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)ペンタン、1,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-2-メチルペンタン、1,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-3-チアペンタン、1,6-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)ヘキサン、1,6-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-2-メチルヘキサン、3,8-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-3,6-ジチアオクタン、1,2,3-トリス(2,3-エポキシプロピルチオ)プロパン、2,2-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)プロパン、2,2-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-1-(2,3-エポキシプロピルチオ)ブタン、1,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-2-(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-3-チアペンタン、1,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-2,4-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-3-チアペンタン、1-(2,3-エポキシプロピルチオ)-2,2-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-4-チアヘキサン、1,5,6-トリス(2,3-エポキシプロピルチオ)-4-(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-3-チアヘキサン、1,8-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-4-(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-3,6-ジチアオクタン、1,8-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-4,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-3,6-ジチアオクタン、1,8-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-4,4-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-3,6-ジチアオクタン、1,8-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-2,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-3,6-ジチアオクタン、1,8-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-2,4,5-トリス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-3,6-ジチアオクタン、1,1,1-トリス[[2-(2,3-エポキシプロピルチオ)エチル]チオメチル]-2-(2,3-エポキシプロピルチオ)エタン、1,1,2,2-テトラキス[[2-(2,3-エポキシプロピルチオ)エチル]チオメチル]エタン、1,11-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-4,8-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-3,6,9-トリチアウンデカン、1,11-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-4,7-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-3,6,9-トリチアウンデカン、1,11-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)-5,7-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-3,6,9-トリチアウンデカン等の鎖状脂肪族の2,3-エポキシプロピルチオ化合物;
1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)シクロヘキサン、1,4-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)シクロヘキサン、1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)シクロヘキサン、2,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-1,4-ジチアン、2,5-ビス[[2-(2,3-エポキシプロピルチオ)エチル]チオメチル]-1,4-ジチアン、2,5-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)-2,5-ジメチル-1,4-ジチアン等の環状脂肪族の2,3-エポキシプロピルチオ化合物;
1,2-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)ベンゼン、1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)ベンゼン、1,4-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)ベンゼン、1,2-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)ベンゼン、1,3-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)ベンゼン、1,4-ビス(2,3-エポキシプロピルチオメチル)ベンゼン、ビス[4-(2,3-エポキシプロピルチオ)フェニル]メタン、2,2-ビス[4-(2,3-エポキシプロピルチオ)フェニル]プロパン、ビス[4-(2,3-エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(2,3-エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフォン、4,4'-ビス(2,3-エポキシプロピルチオ)ビフェニル等の芳香族の2,3-エポキシプロピルチオ化合物等を挙げることができる。
グリセロールトリアクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、プロポキシル化グリセリルトリアクリレート、プロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート等のトリアクリロイル化合物;
ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、カプロラクトン修飾ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のテトラアクリロイル化合物、等が挙げられる。
トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等のアリルカーボネート体、
トリメチロールプロパンジ(メタ)アリルエーテル、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アリルエーテル、グリセリンモノ(メタ)アリルエーテル等の(メタ)アリルエーテル化合物やアクリル酸(メタ)アリル、マレイン酸ジ(メタ)アリル、フマル酸ジ(メタ)アリル、ジアリルフタレート等の(メタ)アリルエステル化合物、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。
アセチレンジオール、プロピンオール、ブチンオール、ペンチンオール、ヘキシンオール、ヘキシンジオール、ヘプチンオール、ヘプチンジオール、オクチンオール、オクチンジオール等のアルキニルアルコール類、および上記アルキニルアルコール類の一部または全部のOH基がNH2基に置換されたアルキニルアミン類などが挙げられる。
ジヒドロキシナフタレン、トリヒドロキシナフタレン、テトラヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゼン、ベンゼントリオール、ビフェニルテトラオール、ピロガロール、(ヒドロキシナフチル)ピロガロール、トリヒドロキシフェナントレン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、キシリレングリコール、ジ(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、ビスフェノールA-ビス-(2-ヒドロキシエチルエーテル)、テトラブロムビスフェノールA、テトラブロムビスフェノールA-ビス-(2-ヒドロキシエチルエーテル)等の芳香族ポリオール;
ジブロモネオペンチルグリコール等のハロゲン化ポリオール;
エポキシ樹脂等の高分子ポリオールが挙げられる。本実施形態においては、これらから選択される少なくとも1種を組み合わせて用いることができる。
上記ポリオールとエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどアルキレンオキサイドとの付加反応生成物;
アルキレンポリアミンとエチレンオキサイドや、プロピレンオキサイドなどアルキレンオキサイドとの付加反応生成物;さらには、
ビス-[4-(ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルフィド、ビス-[4-(2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル]スルフィド、ビス-[4-(2,3-ジヒドロキシプロポキシ)フェニル]スルフィド、ビス-[4-(4-ヒドロキシシクロヘキシロキシ)フェニル]スルフィド、ビス-[2-メチル-4-(ヒドロキシエトキシ)-6-ブチルフェニル]スルフィドおよびこれらの化合物に水酸基当たり平均3分子以下のエチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシドが付加された化合物;
ジ-(2-ヒドロキシエチル)スルフィド、1,2-ビス-(2-ヒドロキシエチルメルカプト)エタン、ビス(2-ヒドロキシエチル)ジスルフィド、1,4-ジチアン-2,5-ジオール、ビス(2,3-ジヒドロキシプロピル)スルフィド、テトラキス(4-ヒドロキシ-2-チアブチル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン(ビスフェノールS)、テトラブロモビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールS、4,4'-チオビス(6-tert-ブチル-3-メチルフェノール)、1,3-ビス(2-ヒドロキシエチルチオエチル)-シクロヘキサンなどの硫黄原子を含有したポリオール等が挙げられる。本実施形態においては、これらから選択される少なくとも1種を組み合わせて用いることができる。
1,2-ジメルカプトベンゼン、1,3-ジメルカプトベンゼン、1,4-ジメルカプトベンゼン、1,2-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,3-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,4-ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,2-ビス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,3-ビス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,4-ビス(メルカプトエチル)ベンゼン、1,3,5-トリメルカプトベンゼン、1,3,5-トリス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,3,5-トリス(メルカプトメチレンオキシ)ベンゼン、1,3,5-トリス(メルカプトエチレンオキシ)ベンゼン、2,5-トルエンジチオール、3,4-トルエンジチオール、1,5-ナフタレンジチオール、2,6-ナフタレンジチオール等の芳香族ポリチオール化合物;
2-メチルアミノ-4,6-ジチオール-sym-トリアジン、3,4-チオフェンジチオール、ビスムチオール、4,6-ビス(メルカプトメチルチオ)-1,3-ジチアン、2-(2,2-ビス(メルカプトメチルチオ)エチル)-1,3-ジチエタン等の複素環ポリチオール化合物等が挙げられる。
ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジ-n-ブチルアミン、ジ-sec-ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ-n-ペンチルアミン、ジ-3-ペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジ(2-エチルヘキシル)アミン、メチルヘキシルアミン、ジアリルアミン、N-メチルアリルアミン、ピペリジン、ピロリジン、ジフェニルアミン、N-メチルアミン、N-エチルアミン、ジベンジルアミン、N-メチルベンジルアミン、N-エチルベンジルアミン、ジシクロヘキシルアミン、N-メチルアニリン、N-エチルアニリン、ジナフチルアミン、1-メチルピペラジン、モルホリン等の単官能2級アミン化合物;
N,N'-ジメチルエチレンジアミン、N,N'-ジメチル-1,2-ジアミノプロパン、N,N'-ジメチル-1,3-ジアミノプロパン、N,N'-ジメチル-1,2-ジアミノブタン、N,N'-ジメチル-1,3-ジアミノブタン、N,N'-ジメチル-1,4-ジアミノブタン、N,N'-ジメチル-1,5-ジアミノペンタン、N,N'-ジメチル-1,6-ジアミノヘキサン、N,N'-ジメチル-1,7-ジアミノヘプタン、N,N'-ジエチルエチレンジアミン、N,N'-ジエチル-1,2-ジアミノプロパン、N,N'-ジエチル-1,3-ジアミノプロパン、N,N'-ジエチル-1,2-ジアミノブタン、N,N'-ジエチル-1,3-ジアミノブタン、N,N'-ジエチル-1,4-ジアミノブタン、N,N'-ジエチル-1,5-ジアミノペンタン、N,N'-ジエチル-1,6-ジアミノヘキサン、N,N'-ジエチル-1,7-ジアミノヘプタン、ピペラジン、2-メチルピペラジン、2,5-ジメチルピペラジン、2,6-ジメチルピペラジン、ホモピペラジン、1,1-ジ-(4-ピペリジル)メタン、1,2-ジ-(4-ピペリジル)エタン、1,3-ジ-(4-ピペリジル)プロパン、1,4-ジ-(4-ピペリジル)ブタン、テトラメチルグアニジン等の2級ポリアミン化合物;等が挙げられる。
上記の重合反応性化合物は1種または2種以上を混合して用いてもよい。
重合体(a)を0.01~50重量部、好ましくは0.05~20重量部、好ましくは0.1~10重量部含むことができ、
化合物(b)を0.0001~5重量部、好ましくは0.001~1重量部、好ましくは0.005~0.5重量部含むことができる。これらの数値範囲は適宜組み合わせることができる。
本実施形態における重合性組成物には、上記重合反応性化合物以外の成分が含まれていてもよい。例えば、単官能のイソ(チオ)シアネート化合物、単官能の(チオ)エポキシ化合物、単官能のオキセタニル化合物、単官能のチエタニル化合物、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルチオ基、アクリロイルチオ基、メタクリルアミド基、またはアクリルアミド基から任意に選ばれた官能基を1個有する単官能の(メタ)アクリロイル化合物、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルチオ基、アクリロイルチオ基、メタクリルアミド基、またはアクリルアミド基以外の重合性炭素炭素2重結合を1個有する単官能のアルケン化合物、溶剤として使用されたアルコール以外の単官能のアルコール化合物、単官能のチオール化合物、アミノ基、第二アミノ基から任意に選ばれた1個の官能基を有する単官能のアミン化合物、カルボキシル基を1個有する単官能のカルボン酸化合物、溶剤、および水分などが挙げられる。
重合触媒として用いられる金属化合物としては、ジメチル錫クロライド、ジブチル錫クロライド、ジブチル錫ラウレート等を挙げることができる。
用いられる熱重合開始剤としては、例えば、メチルイソブチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド化合物;
イソブチリルパーオキサイド、o-クロロベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド化合物;
トリス(t-ブチルパーオキシ)トリアジン、t-ブチルクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド化合物;
1,1-ジ(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ビス(4,4-ジ-t-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2-ジ(t-ブチルパーオキシ)ブタン等のパーオキシケタール化合物;
α-クミルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシピバレート、2,4,4-トリメチルペンニルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート等のアルキルパーエステル化合物;
ジ-3-メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジエチレングリコールビス(t-ブチルパーオキシカーボネート)等のパーオキシカーボネート化合物等が挙げられる。
本実施形態における組成物を注型重合して成形体を製造する過程において、必要に応じて、内部離型剤を添加してもよい。
内部離型剤として用いる酸性リン酸エステルは、一般式(5)で表すことができる。
上記一般式(5)において、yは0または1が好ましい。
yが0の場合、R27は、炭素数4~12の直鎖または分岐鎖アルキル基が好ましく、炭素数4~12の直鎖アルキル基がさらに好ましい。
yが1の場合、R27は、炭素数1~20の直鎖または分岐鎖アルキル基が好ましく、炭素数3~12の直鎖または分岐鎖アルキル基が好ましい。
酸性リン酸エステルは、これらから選択される一種または二種以上の混合物として用いることができる。
ミクロ相分離構造体は、組成物中では凝集し易い物質の分散剤としての効果を発揮することもできる。
本実施形態における光学材料用重合性組成物は、具体的には、重合体(a)、環境変化を感受して吸光特性が変化する化合物(b)、重合反応性化合物(c)、および必要に応じて使用される触媒、内部離型剤、その他添加剤等を混合撹拌することにより製造することができる。必要に応じて減圧脱泡を行うこともできる。混合する際の温度は、通常25℃以下である。光学材料用重合性組成物のポットライフの観点から、さらに低温にすると好ましい場合がある。ただし、触媒、内部離型剤、添加剤の(c)重合反応性化合物への溶解性が良好でない場合は、あらかじめ加温して、溶解させることも可能である。
なお、本実施形態における光学材料用重合性組成物は、調製条件によって、重合体(a)のミクロ相分離構造体が部分的に形成される場合もある。
本実施形態における光学材料用重合性組成物を重合硬化することにより硬化体を得ることができる。本実施形態の硬化体は、上記一般式(1)~(4)で表される化合物から選択される1種以上の化合物からなる重合体(a)のミクロ相分離構造体と、環境の変化を感受して吸光特性が変化する化合物(b)と、重合反応性化合物(c)が重合した樹脂と、を含む。ミクロ相分離構造体としては、成分(a)から構成されるミクロ相分離構造を備える重合体粒子(ミセル状粒子)等が挙げられる。ミクロ相分離構造体を含む硬化体は、フォトクロミック特性、耐熱性および機械物性に優れた光学材料を提供することができる。
なお、化合物(b)の少なくとも一部が重合体(a)から構成されるミクロ相分離構造体に内包されていてもよく、この場合上記効果に特に優れる。
ミクロ相分離構造体である重合体粒子は、その体積50%平均粒子径が1nm以上1000nm以下である。当該構造は透過型電子顕微鏡により確認することができる。
ミクロ相分離構造とは以下のように説明される。ブロックコポリマーは共有結合を介してつながった複数の異なるコポリマー部位からなるポリマーである。このコポリマー部位は互いに異なる物性や親和性を有している。たとえば両新媒性のブロックコポリマーに関しては、強力な反発力のためにコポリマー部位はそれぞれ分離する傾向にあり、水と油のように混ざらず、そのため相分離を引き起こす。しかしそれぞれのコポリマー部位が化学的に結合しているために単純に二種類のホモポリマーを混合した場合のように完全に巨視的な相分離は引き起こされない。一方、AとBの異なるコポリマー部位からなるブロックコポリマーのミクロ相分離においてはコポリマーAに富んだ部位とコポリマーBに富んだ部位のミクロ集合体を形成する。この結果、ブロックコポリマーの構造に依存して、ナノサイズの球状ポリマーミセルのようないくつかのモルフォロジーが観察されうる。このようなブロックコポリマーのミクロ相分離の詳細に関しては、例えば参考文献(Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 5969-5985)中に述べられている。ミクロ相分離構造を備える重合体粒子のようなミクロ相分離構造体を含むことで、濁りの少ない透明な硬化体を得ることができる。
本工程においては、加熱または赤外線以外の紫外線等の放射線を照射することにより、光学材料用重合性組成物を重合硬化せしめて硬化体を得ることができる。重合条件は適宜選択される。
本実施形態における組成物を加熱重合して得られる樹脂およびその樹脂からなる成形体は重合反応性化合物および必要に応じて上記の様々な添加剤等が添加されて製造される。また、本実施形態における組成物に、本願に記載されていない重合反応性化合物および添加剤等を、本実施形態の効果を損なわない範囲で添加されてもよい。本実施形態の成形体は、硬化体と同様に、重合体(a)のミクロ相分離構造体を含む。
(a)ポリイソ(チオ)シアネート化合物とポリ(チ)オール化合物が重合したポリ(チオ)ウレタン樹脂
本願においてポリ(チオ)ウレタン樹脂とは、ポリウレタン樹脂、ポリチオウレタン樹脂およびポリジチオウレタン樹脂を意味する。
(b)ポリイソシアネート化合物またはポリイソチオシアネート化合物と、ポリアミン化合物が重合したポリ(チオ)ウレア樹脂
本願においてポリ(チオ)ウレア樹脂とは、ポリウレア樹脂およびポリチオウレア樹脂を意味する。
(c)(チオ)エポキシ化合物が重合したポリ(チオ)エポキシ樹脂
(d)(チオ)エポキシ化合物とポリ(チ)オール化合物が重合したポリ(チオ)エポキシ-ポリ(チ)オール樹脂
(e)(チオ)エポキシ化合物とポリアミン化合物が重合したポリ(チオ)エポキシ-ポリアミン樹脂
(f)(チオ)エポキシ化合物と酸無水物が重合したポリ(チオ)エポキシ-酸無水物樹脂
(g)(メタ)アクリロイル化合物が重合したポリ(メタ)アクリロイル樹脂
(h)(メタ)アクリロイル化合物とポリ(チ)オール化合物が重合したポリ(メタ)アクリロイル-ポリ(チ)オール樹脂
(i)(メタ)アクリロイル化合物とアルケン化合物が重合したポリ(メタ)アクリル-ポリアルケン樹脂
(j)(メタ)アクリロイル化合物とアルキン化合物が重合したポリ(メタ)アクリル-ポリアルキン樹脂
(k)(メタ)アクリロイル化合物とポリアミン化合物が重合したポリ(メタ)アクリル-ポリアミン樹脂
(l)アルケン化合物が重合したポリアルケン樹脂
(m)アルケン化合物とポリ(チ)オール化合物が重合したポリアルケン-ポリ(チ)オール樹脂
(n)アルケン化合物とポリアミン化合物が重合したポリアルケン-ポリアミン樹脂
(o)アルキン化合物が重合したポリアルキン樹脂
(p)アルキン化合物とポリ(チ)オール化合物が重合したポリアルキン-ポリ(チ)オール樹脂
(q)アルキン化合物とポリアミン化合物が重合したポリアルキン-ポリアミン樹脂
(r)アルキン化合物とアルケン化合物が重合したポリアルキン-ポリアルケン樹脂
(s)オキセタニル化合物が重合したポリオキセタニル樹脂
(t)オキセタニル化合物とポリ(チ)オール化合物が重合したポリオキセタニル-ポリ(チ)オール樹脂
(u)オキセタニル化合物とポリアミン化合物が重合したポリオキセタニル-ポリアミン樹脂
(v)オキセタニル化合物と酸無水物が重合したポリオキセタニル-酸無水物樹脂
(w)チエタニル化合物とポリ(チ)オール化合物が重合したポリチエタニル-ポリ(チ)オール樹脂
(x)チエタニル化合物とポリアミン化合物が重合したポリチエタニル-ポリアミン樹脂
(y)チエタニル化合物と酸無水物が重合したポリチエタニル-酸無水物樹脂
(z)(a)~(y)から選ばれた2種以上が共重合した混合樹脂
本実施形態においては、上述の光学材料用重合性組成物を重合させる際のモールド形状を変えることにより種々の形状の成形体およびかかる成形体からなる光学材料を得ることができる。本実施形態の成形体は、所望の形状とし、必要に応じて形成されるコート層や他の部材等を備えることにより、様々な光学材料として用いることができる。
以下、本実施形態の成形体からなるプラスチックレンズについて説明する。プラスチックレンズは以下のように製造することができる。
本実施形態のプラスチックレンズは、通常、上述の光学材料用重合性組成物を用いた注型重合法によって製造される。本実施形態のプラスチックレンズの製造方法は、具体的には、光学材料用重合性組成物を注型重合することによりレンズ基材を形成する工程を含む。
重合条件については、光学材料用重合性組成物、触媒の種類と使用量、モールドの形状等によって大きく条件が異なるため限定されるものではないが、およそ、-50~150℃の温度で1~50時間かけて行われる。場合によっては、10~150℃の温度範囲で保持または徐々に昇温して、1~25時間で硬化させることが好ましい。
ポリエステル系ポリウレタンエマルジョンコート剤、ポリ塩化ビニルエマルジョンコート剤、ウレタンアクリルエマルジョンコート剤、シリコンアクリルエマルジョンコート剤、酢酸ビニルアクリルエマルジョンコート剤、アクリルエマルジョンコート剤;
スチレン-ブタジエン共重合体ラテックスコート剤、アクリルニトリル-ブタジエン共重合体ラテックスコート剤、メチルメタクリレート-ブタジエン共重合体ラテックスコート剤、クロロプレンラテックスコート剤、ポリブタジエンラテックスのゴム系ラテックスコート剤、ポリアクリル酸エステルラテックスコート剤、ポリ塩化ビニリデンラテックスコート剤、ポリブタジエンラテックスコート剤、あるいはこれらラテックスコート剤に含まれる樹脂のカルボン酸変性物ラテックスもしくはディスパージョンからなるコート剤が好ましい。
(分析方法)
数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)はGPCを用い、本文中に記載した方法で測定した。また、融点(Tm)はDSC(示差走査熱量測定)を用い、測定して得られたピークトップ温度を採用した。なお、測定条件によりポリアルキレングリコール部分の融点も確認されるが、ここでは特に断りのない場合ポリオレフィン部分の融点のことを指す。1H-NMRについては、測定サンプル管中で重合体を、ロック溶媒と溶媒を兼ねた重水素化-1,1,2,2-テトラクロロエタンに完全に溶解させた後、120℃において測定した。ケミカルシフトは、重水素化-1,1,2,2-テトラクロロエタンのピークを5.92ppmとして、他のピークのケミカルシフト値を決定した。分散液中の粒子の粒子径はマイクロトラックUPA(HONEYWELL社製)にて、体積50%平均粒子径を測定した。分散液中の粒子の形状観察は、試料を200倍から500倍に希釈し、リンタングステン酸によりネガティブ染色した後、透過型電子顕微鏡(TEM/日立製作所社製H-7650)で100kVの条件にて行った。
(末端分岐型共重合体(T)の合成)
以下の手順(例えば、特開2006-131870号公報の合成例2参照)に従って、末端エポキシ基含有エチレン重合体(E)を合成した。充分に窒素置換した内容積2000mlのステンレス製オートクレーブに、室温でヘプタン1000mlを装入し、150℃に昇温した。続いてオートクレーブ内をエチレンで30kg/cm2G加圧し、温度を維持した。MMAO(東ソーファインケム社製)のヘキサン溶液(アルミニウム原子換算1.00mmol/ml)0.5ml(0.5mmol)を圧入し、次いで下記一般式(6)の化合物のトルエン溶液(0.0002mmol/ml)0.5ml(0.0001mmol)を圧入し、重合を開始した。エチレンガス雰囲気下、150℃で30分間重合を行った後、少量のメタノールを圧入することにより重合を停止した。得られたポリマー溶液を、少量の塩酸を含む3リットルのメタノール中に加えてポリマーを析出させた。メタノールで洗浄後、80℃にて10時間減圧乾燥し、片末端二重結合含有エチレン系重合体(P)を得た。
加熱装置、撹拌装置、温度計、圧力計、安全弁を備えたステンレス製1.5L加圧反応器に、得られた固体のうち18.0重量部及び脱水トルエン200重量部を仕込み、気相を窒素に置換した後、撹拌しながら130℃まで昇温した。30分後、エチレンオキシド18.0重量部を加え、さらに5時間、130℃で保った後、室温まで冷却し、反応物を得た。得られた反応物より溶媒を乾燥して除き、ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(T)(Mn=2446、一般式(1)においてA:エチレンの重合により形成される基(Mn=1075)、R1=R2=水素原子、X1、X2の一方が一般式(1e)で示される基(X11=ポリエチレングリコール基)、他方が一般式(1d)で示される基(Q1=Q2=エチレン基、X9=X10=ポリエチレングリコール基))を得た(1H-NMR:δ(C2D2Cl4)0.88(3H,t,J=6.8Hz),1.06―1.50(m),2.80―3.20(m),3.33―3.72(m)、融点(Tm)27℃(ポリエチレングリコール)、118℃)。
合成例1で得られたポリオレフィン系末端分岐型共重合体(T)100gを400gの水に分散し、オートクレーブを用いて800rpmの速度で攪拌しながら135度まで昇温し、30分間加熱した。冷却して得られた水溶液500g に強酸性イオン交換樹脂であるDowex50x8(シグマアルドリッチ社製)20gを装入一晩攪拌後、加圧ろ過器を用いてイオン交換樹脂を除去した。引き続きあらかじめ1規定水酸化ナトリウム水溶液で洗浄、活性化した塩基性イオン交換樹脂であるAmberiteIR4005を10g装入し3時間攪拌後加圧ろ過器を用いてイオン交換樹脂を除去して精製ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(T)水溶液を得ることができた。
参考製造例a1で得られた精製ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(T)水溶液をフリーザーで凍結させた後に東京理科機器社製の凍結乾燥装置FDU-1200を用いて凍結乾燥し、水を除去した。凍結乾燥の操作を2回繰り返し、精製ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(T)を白色粉体で得ることができた。
攪拌装置付きの反応器に参考製造例a1で得られた精製ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(T)水溶液200g(9.4mmol)を装入し、1.61gの臭化ベンジル(シグマアルドリッチ社製)を装入し室温で24時間攪拌した。反応後オイルバスを用いて60度で6時間加温し、4級アンモニウム塩化ポリオレフィン系末端分岐型共重合体水溶液を得た。反応マスをフリーザーで凍結させた後に東京理科機器社製の凍結乾燥装置FDU-1200を用いて凍結乾燥し、水を除去した。凍結乾燥の操作を2回繰り返し、4級アンモニウム塩化ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(N)を白色粉体で得ることができた。収量35g。
以下に、得られた化合物の同定データを示す。
1H-NMR:δ(CDCl3)
0.90(3H,t),1.06―1.50(m),2.80―3.20(m),
3.33―3.72(m),4.48(2H,S),7.50(3H,S),7.76(2H,S)
(比較例a1)
2,5-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタンおよび2,6-ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ-[2.2.1]-ヘプタンの混合物(以下、ノルボルネンジイソシアネート組成物)2.73g(55重量部)に参考製造例a2で得た精製ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(T)0.25g(5重量部)を装入し1時間攪拌後10mg(5000ppm)のZelec-UN(ステファン社製)とペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオン酸エステル1.17g(23重量部)を装入し、30分間攪拌した。この溶液に4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン1.10g(22重量部)を添加し攪拌した。添加時を0分として、E型粘度計(Brookfield社製)を用いて攪拌中の粘度変化を確認した。
30分経過時の粘度が3649kPa・sであり、1時間後以降は粘度測定不能であった。
Zelec-UNの添加量を40mg(20000ppm)に増やした以外は比較例a1と同様の方法で、粘度測定を実施した。1時間後の粘度が481kPa・s、2時間後で1521kPa・sとなり、モールドへの注型が困難な粘度となった。
一般的にチオウレタンの重合には反応を進行させるためにスズ触媒を添加する必要があるが触媒を添加しない状態での増粘速度が速く、触媒を添加して樹脂化することは困難であった。
ノルボルネンジイソシアネート組成物1.67g(55重量部)に、製造例a1で得た4級アンモニウム塩型ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(N)0.15g(5重量部)を装入し1時間攪拌後4.5mg(1500ppm)のZelec-UNと4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン0.70g(23重量部)を装入し、30分間攪拌した。この溶液にペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート0.66g(22重量部)と二塩化ジブチルスズ1.8mg(600ppm)を添加し攪拌した。添加時を0分として、E型粘度計(Brookfield社製DV1粘度計)を用いて攪拌中の粘度変化を確認した。
7時間経過後の粘度は179mPa・sであり、ブロックコポリマーを加えても十分な注型可能時間を確保することができた。結果を表1に示す。
触媒、4級アンモニウム塩型ポリオレフィン系末端分岐型共重合体の量を変えた以外は実施例a1と同様に粘度変化のデータを取得した。結果を表1に示す。
測定方法:
UV-VIS分光測定器(島津製作所社製UV-1800)およびUV照射装置(アトー社製ゲル撮影装置)を用いて測定を実施した。最初に樹脂のUV-VISスペクトルを測定した後にゲル撮影装置を用いて波長312nmのUV光を2分間照射し色素を発色させた。照射後20秒、2分、5分、10分、15分後のスペクトルを測定し測定したスペクトルから以下の情報を得た。
ΔT%max:発色前後の550nmでの光線透過率変化量
F1/2:退色半減期
ノルボルネンジイソシアネート組成物1.64g(55重量部)にナフトピラン系フォトクロミック色素(Vivimed社製、Reversacol Humber Blue(ポリジメチルシロキサン鎖、ナフトピラン系発色団)1.5mg(500ppm)、4級アンモニウム塩化ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(N)0.15g(5重量部)を添加し、攪拌溶解した。この溶液に二塩化ジブチルスズ(シグマアルドリッチ社製)1.8mg(600ppm)、Zelec-UN(ステファン社製)4.5mg(1500ppm)、ペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート0.66g(22重量部)、4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン0.70g(23重量部)の混合物を加えて攪拌した。1μmのメンブランフィルターでろ過した後に攪拌しながら真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。
調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温し、樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表2に示す。
表2に示すように、ナフトピラン系フォトクロミック色素の種類および4級アンモニウム塩化ポリオレフィン系末端分岐型共重合体の量を変えた以外は実施例a6と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表2に示す。なお、表2中、CR-173はナフトピラン系フォトクロミック色素である。
4級アンモニウム塩化ポリオレフィン系末端分岐型共重合体を添加しない以外は実施例a6と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表2に示す。
実施例および比較例において製造した樹脂の光学物性(屈折率、アッベ数)、耐熱性、強度は以下の試験方法により評価した。
・屈折率(ne),アッベ数(νe):プルフリッヒ屈折計を用い、20℃で測定した。
・耐熱性:TMAペネトレーション法(50 g荷重、ピン先0.5mmφ、昇温速度10℃/min)により測定した。熱膨張時のTMA曲線の接線と落込み時のTMA曲線の接線との交点の温度を熱変形開始温度とした。
・曲げ試験:島津製作所社製AUTOGRAPH AGS-Jにより測定した。厚さ3.0mm、長さ75mm、幅25.0mmの樹脂試験片を用いて、試験片中央に下降速度1.2mm/minにて荷重を負荷させた時の曲げ弾性率(MPa)を測定した。
・TEM分析:切削加工した樹脂の断面を酸化ルテニウムで着色し、日立ハイテク社製の透過型電子顕微鏡H-7650(TEM)を用いて測定を実施した。写真から重合体のモルフォロジーを確認した。
500mlのフラスコにノルボルネンジイソシアネート組成物76.6g(55重量部)、ナフトピラン系フォトクロミック色素(Reversacol Humber Blue(ポリジメチルシロキサン鎖、ナフトピラン系発色団)70mg(500ppm)、4級アンモニウム塩化ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(N)11.2g(8重量部)、内部離型剤としてZelec-UN(ステファン社製)0.21g(1500ppm)を添加し、30分間攪拌して溶解した。続けてペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート30.8g(22重量部)を装入し、攪拌した後に0.168g(1200ppm)の二塩化ジブチルスズを溶解した4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン32.6g(23重量部)を装入し1時間攪拌した。300ミクロンのPTFEメンブランフィルターでろ過した後に真空ポンプを用いて1時間減圧脱気を実施した。
得られたフォトクロミック組成物をガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温しながら加熱、重合を実施し、成形体を調製した。得られた成形体について機械物性等を測定した。結果を表3に示す。また、図1にTEM分析の結果を示す。
実施例a11の4級アンモニウム化ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(N)をポリエチレングリコールモノメチルエーテル(アルドリッチ社製:平均分子量750)に変更し、添加量を15重量部にした以外は、実施例a11と同様な方法で重合を実施し、成形体を作成した。得られた機械物性等の測定結果を以下の表3に示す。
(製造例b1) 原子移動ラジカル(ATRP)重合用臭素化ポリオレフィン系末端分岐型共重合体の製造
乾燥したフラスコに参考製造例a2で得られた精製ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(T)1gとトリエチルアミン(シグマアルドリッチ社製)0.16ml(1.11mmol)を装入し、脱水ジクロロメタン5mLに溶解した後に2-ブロモイソブチル酸ブロミド(シグマアルドリッチ社製)0.13ml(1.07mmol)の脱水ジクロロメタン2mL溶液をゆっくり装入した。0℃で1時間反応を続けた後に室温で一晩攪拌した。不溶の塩を濾過で除去した後に濾液を乾燥するまで濃縮した。約1gの臭素化ポリオレフィン系末端分岐型共重合体が粘性固体として得られた。生成物は精製なしで次の工程に使用した。
シュレンク管に製造例b1で合成した化合物100mg、N,N,N',N",N"-ペンタメチルジエチレントリアミン(シグマアルドリッチ社製)20μl(0.094mmol)、蒸留精製したメタクリル酸ベンジル0.79ml(4.68mmol)、蒸留精製したメタクリル酸2-ヒドロキシエチル56μl(0.45mmol)、臭化第一銅13mg(0.094mmol)と2mlのアニソールを装入した。混合物を真空ポンプで減圧しながら凍結、融解の操作を3回繰り返して脱気をおこなった。最後の融解前に窒素を装入し、室温で融解させた。その後シュレンク管を密封し70℃で13時間加熱した。室温で反応マスを空気にさらした後に少量のシリカゲルを用いてろ過し、減圧濃縮した。生成物を少量のアセトンに分散しメタノールを加えて析出させた後にろ紙を用いて減圧濾過した。得られた586mgの白色粉末状固体を減圧乾燥した。
シュレンク管に製造例b1で合成した化合物100mg、N,N,N',N",N"-ペンタメチルジエチレントリアミン(シグマアルドリッチ社製)20μl(0.094mmol)、蒸留精製したメタクリル酸ベンジル0.79ml(4.68mmol)、臭化第一銅13mg(0.094mmol)と2mlのアニソールを装入した。混合物を真空ポンプで減圧しながら凍結、融解の操作を3回繰り返して脱気をおこなった。最後の融解前に窒素を装入し、室温で融解させた。その後シュレンク管を密封し70℃で13時間加熱した。蒸留精製したメタクリル酸2-ヒドロキシエチル56μl(0.45mmol)を加えて70℃で反応を続けた、6時間後に反応物を室温まで冷却し開栓して空気にさらした後に少量のシリカゲルを用いてろ過し、減圧濃縮した。生成物を少量のアセトンに分散しメタノールを加えて析出させた後に、ろ紙を用いて減圧濾過した。得られた776mgの白色粉末状固体を減圧乾燥した。
シュレンク管に参考製造例a2で合成した化合物1g、2-(ドデシルチオチオカルボニルチオ-2-メチルプロピオン酸(シグマアルドリッチ社製)412mg(1.13mmol)とN,N'-ジメチルアミノピリジン(シグマアルドリッチ社製)12mg(0.094mmol)を装入し脱水トルエン5mLに溶解した。続けてN,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド(シグマアルドリッチ社製)233mg(1.13mmol)を加えて室温で15時間攪拌した。反応混合物を濾過して不溶物を除去した後に濃縮し乾燥した。混合物をジクロロメタンに溶解し、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄分液した。ジクロロメタン層を硫酸マグネシウムで乾燥し、セライトを用いてろ過し、濃縮して乾燥した。黄色のアモルファス状結晶を950mg得た。
シュレンク管に製造例b4で製造したトリチオカーボネート体50mg(0.047mmol)を装入し1mLのトルエンを加えて溶解した。続けて蒸留精製したアクリル酸3-ブロモベンジル790mg(3.28mmol)とAIBN0.2Mトルエン溶液(シグマアルドリッチ社製)24μLを装入した。溶液はアルゴンガスで30分間バブリングし、シュレンク管を密封した。反応物は70度で6時間半攪拌し、続けて0度に冷却して開封し空気にさらした。溶液をジクロロメタンに溶解し、メタノールを加えてポリマーを析出させた。ポリマーを遠心分離機を用いて分離し、分離したポリマーを再度ジクロロメタンに溶解し、メタノールを加えて析出、遠心分離機で分離する操作をさらに二回繰り返した。析出物を減圧乾燥機で一晩乾燥(50度、100mbar)して黄色のポリマーを741mg得た。二回目の重合のために、得られたポリマー740mgを5mLのトルエンに溶解し、続けて蒸留精製したアクリル酸2-ヒドロキシエチル54μl(0.47mmol)とAIBN0.2Mトルエン溶液(シグマアルドリッチ社製)24μLを装入した。溶液は減圧乾燥機で一晩乾燥し(50度、100mbar)、無色のポリマーを5分間バブリングしてシュレンク管を密封した。反応混合物を70度で1.5時間攪拌し、0度に冷却した後、開封して空気にさらした。反応溶液をジクロロメタンに溶解しメタノールを加えて析出させた。ポリマーは遠心分離機で分離し、再度ジクロロメタンに溶解してメタノールで析出、遠心分離機で分離するという操作をさらに二回実施した。析出物を減圧乾燥機で一晩乾燥(50度、100mbar)し、目的物と考えられるポリマー768mgを得た。最後に得られたポリマー768mgを5mlのTHFに溶解し、続けてトリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(シグマアルドリッチ社製)7mg(0.024mmol)とオクチルアミン(シグマアルドリッチ社製)77μL(0.47mmol)を装入した。反応マスはアルゴンガスで15分間バブリングを実施し、アルゴン気流下で攪拌した。1時間後にアクリル酸2-ヒドロキシエチル108μl(0.94mmol)を加えて15分間アルゴンガスでバブリングを実施した後にアルゴン気流下で一晩攪拌した。低沸成分を減圧で留去し、ポリマーを以下の方法で精製した。ジクロロメタンに溶解しメタノールを加えて析出、遠心分離機で分離する操作を3回繰り返した。分離したポリマーは減圧乾燥機で一晩乾燥(50度、100mbar)し、無色のポリマーをゴム状のアモルファス状固体として750mg得た。
シュレンク管に3-(ベンジルチオチオカルボニルチオ)プロピオン酸250mg(0.92mmol)を装入し15mLのトルエンを加えて溶解した。続けて蒸留精製したアクリル酸3-ブロモベンジル11.06g(45.9mmol)とAIBN0.2Mトルエン溶液(シグマアルドリッチ社製)450μLを装入した。溶液はアルゴンガスで15分間バブリングし、シュレンク管を密封した。反応物は70度で4時間半攪拌した。あらかじめアルゴンガスでバブリングして脱気した蒸留精製済みアクリル酸2-ヒドロキシエチル1.06ml(9.2mmol)を加えて70度で2時間攪拌を継続した。反応混合物は0度に冷却した後、開封して空気にさらした。反応溶液をジクロロメタンに溶解しメタノールを加えて析出させた。ポリマーは遠心分離機で分離し、再度ジクロロメタンに溶解してメタノールで析出、遠心分離機で分離するという操作をさらに二回実施した。析出物を減圧乾燥機で一晩乾燥(50度、100mbar)し、乾燥したポリマーを50mlのテトラヒドロフランに溶解し、続けてトリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(シグマアルドリッチ社製)52mg(0.18mmol)とオクチルアミン(シグマアルドリッチ社製)1.52mL(9.2mmol)を装入した。反応マスはアルゴンガスで20分間バブリングを実施して脱気し、アルゴン気流下で1時間攪拌した。あらかじめアルゴンガスでバブリングして脱気済みの蒸留精製アクリル酸2-ヒドロキシエチル2.11ml(18.4mmol)を加えてアルゴン気流下で一晩攪拌した。低沸成分をロータリーエバポレーターを用いて減圧留去し、ポリマーをジクロロメタンに溶解し続けてメタノールを加えて析出、遠心分離機でポリマーを溶媒と分離した。ポリマーをジクロロメタンに溶解してメタノールで析出、遠心分離機で分離する操作をさらに二回繰り返した。析出物は減圧乾燥機で一晩乾燥(50度、100mbar)し、無色のゴム状ポリマーとしてポリ(3-ブロモベンジルアクリレート)-ポリ(2-ヒドロキシエチルアクリレート)ブロックコポリマーBBAを10.3g得た。
製造例b6と同じ方法で試薬の量を変えてポリ(3-ブロモベンジルアクリレート)-ポリ(2-ヒドロキシエチルアクリレート)ブロックコポリマーBBA-2を得ることができた。
製造例b6と同じ方法でアクリル酸3-ブロモベンジルをベンジルアクリレートに変えることでポリ(ベンジルアクリレート)-ポリ(2-ヒドロキシエチルアクリレート)ブロックコポリマー(BA)を得ることができた。
製造例b6と同じ方法でアクリル酸3-ブロモベンジルをアクリル酸3-ブロモフェネチルに変えることでポリ(3-ブロモフェネチルアクリレート)-ポリ(2-ヒドロキシエチルアクリレート)ブロックコポリマー(BPEA)を得ることができた。
(比較例b1)
ノルボルネンジイソシアネート組成物2.73g(55重量部)に参考製造例a2で得た精製ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(T)0.25g(5重量部)を装入し1時間攪拌後10mg(5000ppm)のZelec-UNとペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオン酸エステル1.17g(23重量部)を装入し、30分間攪拌した。この溶液に4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン1.10g(22重量部)を添加し攪拌した。添加時を0分として、E型粘度計(Brookfield社製)を用いて攪拌中の粘度変化を確認した。30分経過時の粘度が3649kPa・sであり、1時間後以降は粘度測定不能であった。
Zelec-UNの添加量を40mg(20000ppm)に増やした以外は、比較例b1と同様の方法で測定を実施した。1時間後の粘度が481kPa・s、2時間後で1521kPa・sとなり、モールドへの注型が困難な粘度となった。
一般的にチオウレタンの重合には反応を進行させるためにスズ触媒を添加する必要があるが触媒を添加しない状態での増粘速度が速く、触媒を添加して樹脂化することは困難であった。
ノルボルネンジイソシアネート組成物1.62g(54重量部)に製造例b5で製造したブロックコポリマー0.15g(5重量部)、4.5mg(1500ppm)のZelec-UNを装入し1時間攪拌後、ペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート0.72g(24重量部)を装入し30分間攪拌した。続けて二塩化ジブチルスズ1.1mg(350ppm)を4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン0.77g(26重量部)に溶解した溶液を添加し攪拌した。添加時を0分として、E型粘度計(Brookfield社製DV1粘度計)を用いて攪拌中の粘度変化を確認した。7時間経過後の粘度は78mPa・sであり、ブロックコポリマーを加えても十分な注型可能時間を確保することができた。結果を表4に示す。
表4に記載のように触媒の量を変えた以外は実施例b1と同様に実施し、粘度変化のデータを取得した。結果を表4に示す。
ブロックコポリマーを製造例b6で製造したBBAに変更し、添加量を8重量部に増加し、さらに触媒の量を変えた以外は実施例b1と同じ条件で粘度変化のデータを取得した。結果を表5に示す。
ブロックコポリマーを製造例b9で製造したBPEAに変更し、添加量を8重量部に増加し、さらに触媒の量を変えた以外は実施例b1と同じ条件で粘度変化のデータを取得した。結果を表6に示す。
測定方法:
UV-VIS分光測定器(島津製作所社製UV-1800)およびUV照射装置(アトー社製ゲル撮影装置)を用いて測定を実施した。最初に樹脂のUV-VISスペクトルを測定した後にゲル撮影装置を用いて波長312nmのUV光を2分間照射し色素を発色させた。照射後20秒、2分、5分、10分、15分後のスペクトルを測定し測定したスペクトルから以下の情報を得た。
ΔT%max:発色前後の575nmでの光線透過率変化量
F1/2:退色半減期
ノルボルネンジイソシアネート組成物1.62g(54重量部)にナフトピラン系フォトクロミック色素(Reversacol Humber Blue(ポリジメチルシロキサン鎖、ナフトピラン系発色団)1.5mg(500ppm)、製造例b5で製造したブロックコポリマー0.15g(5重量部)およびZelec-UN(ステファン社製)4.5mg(1500ppm)を添加し、攪拌溶解した。この溶液にペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート0.72g(24重量部)を添加し30分間攪拌した。この溶液に二塩化ジブチルスズ(シグマアルドリッチ社製)1.8mg(600ppm)を4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン0.77g(26重量部)に溶解した混合物を加えて30分間攪拌した。1μmのメンブランフィルターでろ過した後に攪拌しながら真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温し、樹脂化を行い、樹脂成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表7に示す。
表7に記載のように、ブロックコポリマーとして製造例b7で製造したブロックコポリマーBBA-2を用いた以外は実施例b10と同じ方法で樹脂成形体を作成した。フォトクロミック特性の測定結果を表7に示す。
表7に記載のように、ブロックコポリマーとして製造例b6で製造したブロックコポリマーBBAを用い、ブロックコポリマーの量を変更し、ナフトピラン系フォトクロミック色素の種類、量を変更した以外は実施例b10と同様の方法で樹脂成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表7に示す。
表7に記載のように、ブロックコポリマーとして製造例b8で製造したブロックコポリマーBAを用い、ナフトピラン系フォトクロミック色素としてCR-173を700ppm添加した以外は実施例b10と同様の方法で樹脂成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表7に示す。
表7に記載のように、ブロックコポリマーとして製造例b9で製造したブロックコポリマーBPEAを用い、ブロックコポリマーの量を変更し、ナフトピラン系フォトクロミック色素としてCR-173を用い、その量を変更した以外は実施例b10と同様の方法で樹脂成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表7に示す。
表7に記載のように、ブロックコポリマーを添加しない以外は実施例b10と同様の方法で樹脂成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表7に示す。
実施例および比較例において製造した樹脂の光学物性(屈折率、アッベ数)、耐熱性、強度、TEM分析は、実施例aと同様の方法により測定した。
500mlのフラスコに製造例b5で製造したブロックコポリマー5.6g(4重量部)、ナフトピラン系フォトクロミック色素(Reversacol Humber Blue(ポリジメチルシロキサン鎖、ナフトピラン系発色団)70mg(500ppm)を添加し、少量のジクロロメタンを加えて攪拌溶解した。ロータリーエバポレーターを用いてジクロロメタンを減圧留去した後に、ノルボルネンジイソシアネート組成物70.8g(51重量部)、内部離型剤としてZelec-UN(ステファン社製)0.14g(1000ppm)を添加し、30分間攪拌して溶解した。続けてペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート33.5g(24重量部)を装入し、攪拌した後に0.098g(700ppm)の二塩化ジブチルスズを溶解した4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン35.7g(25.5重量部)を装入し1時間攪拌した。300ミクロンのPTFEメンブランフィルターでろ過した後に真空ポンプを用いて1時間減圧脱気を実施した。得られたフォトクロミック組成物をガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温度しながら加熱、重合を実施した。得られた樹脂成形体について機械物性を測定した。結果を以下の表8に示す。
実施例b12と同様の方法でフォトクロミック組成物を調製し、得られたフォトクロミック組成物をガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温度しながら加熱、重合を実施して樹脂成形体を作成した。得られた樹脂成形体について機械物性等の測定を実施した。結果を以下の表8に示す。また、図2にTEM分析の結果を示す。
実施例b19と同様の方法でフォトクロミック組成物を調製し、得られたフォトクロミック組成物をガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温度しながら加熱、重合を実施して樹脂成形体を作成した。得られた樹脂成形体について機械物性等の測定を実施した。結果を以下の表8に示す。また、図3にTEM分析の結果を示す。
実施例b20において、ブロックコポリマーをポリエチレングリコールモノメチルエーテル(アルドリッチ社製:平均分子量750)に変更し、添加量を15重量部にした以外は、実施例b20と同様の方法でフォトクロミック組成物を調製し、重合を実施して樹脂成形体を作成した。得られた樹脂成形体について機械物性等の測定を実施した。結果を以下の表8に示す。
[合成例c1]
(星型共重合体(T)の合成)
50mlのシュレンク管にジペンタエリスリトールヘキサキス(2-ブロモイソブチル酸)エステル(シグマアルドリッチ社製)200mg、アクリル酸ベンジル10.56ml、アニソール(シグマアルドリッチ社製)4mlとN,N,N',N",N"-ペンタメチルジエチレントリアミン(シグマアルドリッチ社製)0.218mlを加えて密封した。混合物は、凍結、減圧乾燥、融解の操作を3回繰り返した。液体窒素中で凍らせたまま窒素気流下で臭化銅(I)149.6mgを加えた後に真空ポンプを用いて減圧、窒素パージの操作を3回繰り返して残存酸素を除去した。シュレンク管を室温に戻した後に窒素を流しながら70度で50分間加熱攪拌して反応後、空気にさらしながら氷水浴で冷却して反応を停止した。最小限のアセトンを加えて50mlのコニカル管に移液して液量が45mlになるまでメタノールを加えて12000rpmで20分間遠心分離をおこなった。上澄み液は除去して粘調な高粘度ポリマーに再度メタノールを加えて遠心分離で精製をおこなった。得られたポリマーを再度アセトンに分散し塩基性アルミナもしくはシリカゲルでろ過して過剰量の銅を除去し薄黄色の溶液を得た。アセトンを減圧留去で除いた後にメタノールを加えて析出させた。遠心分離で溶媒を除去した後に40度に加温しながら12時間減圧乾燥して星型ポリマー(P(BzA))を3.8g得ることができた。
50mlのシュレンク管に、上記方法で合成した星型ポリマー(P(BzA))3.0gを装入し、10mlのアニソール(シグマアルドリッチ社製)を添加して分散させた。N,N,N',N",N"-ペンタメチルジエチレントリアミン(シグマアルドリッチ社製)0.34ml、オクテンジオール(シグマアルドリッチ社製)1.25mlを装入して密封した。この混合物を3回、凍結、減圧脱気、融解の操作を繰り返した後に液体窒素バスに漬けたまま窒素パージしながら臭化銅(I)235mg、銅粉50mgを加えた。再度封をして3回、減圧脱気、窒素置換の操作を繰り返して残存酸素を除去した。シュレンク管を室温に戻して窒素を装入し攪拌しながら50℃で12時間加熱した。反応後は氷水浴で冷却しながら30分間空気にさらして反応を停止し、最小限のTHF溶媒を用いて50mlのコニカルチューブに移液した。全体で45mlになるまでメタノールを添加し、12000rpmの速度で20分間遠心分離を実施した。上澄み液は除去し、粘調な高粘度残渣にメタノールを加えて再度遠心分離の操作を実施し、溶媒を留去して精製をおこなった。得られたポリマーはTHF溶媒に再度分散し、DowexMarathonMSCHイオン交換樹脂および塩基性アルミナかシリカゲルカラムを通して過剰量の銅を除去し、薄黄色の溶液を得た。THF溶液はエバポレーターを用いて濃縮し、メタノールを加えて析出させた。遠心分離して分離後上澄み液を除去した後に50℃に加温した減圧オーブンを用いて12時間乾燥を実施し、目的の星型ポリ(ベンジルアクリレート)-オクタンジオール(P(BzA)OH12)を得た。
(比較例c1)
ノルボルネンジイソシアネート組成物2.73g(55重量部)に参考製造例a2で得た精製ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(T)0.25g(5重量部)を装入し1時間攪拌後10mg(5000ppm)のZelec-UNとペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオン酸エステル1.17g(23重量部)を装入し、30分間攪拌した。この溶液に4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン1.10g(22重量部)を添加し攪拌した。添加時を0分として、E型粘度計(Brookfield社製)を用いて攪拌中の粘度変化を確認した。
30分経過時の粘度が3649kPa・sであり、1時間後以降は粘度測定不能であった。
比較例c1と同様の方法でZelec-UNの添加量を40mg(20000ppm)に増やして測定を実施した。1時間後の粘度が481kPa・s、2時間後で1521kPa・sとなり、モールドへの注型が困難な粘度となった。
一般的にチオウレタンの重合には反応を進行させるためにスズ触媒を添加する必要があるが触媒を添加しない状態での増粘速度が速く、触媒を添加して樹脂化することは困難であった。
ノルボルネンジイソシアネート組成物5.38g(49重量部)に、合成例c1で得られた末端官能基化星型共重合体(P(BzA)OH12)0.55g(5重量部)を装入し1時間攪拌後11mg(1000ppm)のZelec-UNとペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート2.42g(22重量部)を装入し、室温で30分間攪拌した。この溶液に4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン2.67g(24重量部)に二塩化ジブチルスズ3.9mg(350ppm)を溶解した混合物を添加し攪拌した。添加時を0分として、E型粘度計(Brookfield社製DV1粘度計)を用いて攪拌中における重合性組成物の粘度変化を確認した。
7時間経過後の粘度は267mPa・sであり、ブロックコポリマーを加えても十分な注型可能時間を確保することができた。結果を表9に示す。
表9に示すように触媒の量を変えた以外は実施例c1と同様に重合性組成物を調製し、粘度変化のデータを取得した。結果を表9に示す。
実施例bと同様の方法にて、フォトクロミック特性を測定した。
最初にノルボルネンジイソシアネート組成物53.8g(49重量部)にナフトピラン系フォトクロミック色素(CR-173)77.2mg(700ppm)、末端官能基化星型共重合体(P(BzA)OH12)5.52g(5重量部)を添加し、攪拌溶解した。続けてこの溶液に、Zelec-UN(ステファン社製)0.11g(1000ppm)、ペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート24.17g(22重量部)を加えて30分間攪拌した。二塩化ジブチルスズ(シグマアルドリッチ社製)39mg(350ppm)を溶解した4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン26.74g(24重量部)を加えて30分間攪拌した。1μmのメンブランフィルターでろ過した後に攪拌しながら真空ポンプで133~400Paまで減圧し、泡の発生が無くなるまで1時間減圧脱気操作を実施した。調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温し、樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表10に示す。
実施例および比較例において製造した樹脂の光学物性(屈折率、アッベ数)、耐熱性、強度は、実施例aと同様の方法により測定した。
実施例c4と同様の方法でモノマーの調合を実施し、得られたフォトクロミック組成物をガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温度しながら加熱、重合を実施した。得られた樹脂成形体について機械物性等の測定を実施した。測定結果を表11に示す。
末端官能基化星型共重合体(P(BzA)OH12)をポリエチレングリコールモノメチルエーテル(アルドリッチ社製:平均分子量750)に変更し、添加量を15重量部にした以外は、実施例c4と同様の方法で重合を実施し、樹脂成形体を作成した。得られた樹脂成形体について機械物性等の測定を実施した。測定結果を表11に示す。
[増粘速度測定]
(比較例d1)
ノルボルネンジイソシアネート組成物2.73g(55重量部)に参考製造例a2で得た精製ポリオレフィン系末端分岐型共重合体(T)0.25g(5重量部)を装入し1時間攪拌後10mg(5000ppm)のZelec-UNとペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオン酸エステル1.17g(23重量部)を装入し、30分間攪拌した。この溶液に4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン1.10g(22重量部)を添加し攪拌した。添加時を0分として、E型粘度計(Brookfield社製)を用いて攪拌中の粘度変化を確認した。
30分経過時の粘度が3649kPa・sであり、1時間後以降は粘度測定不能であった。
比較例d1と同様の方法でZelec-UNの添加量を40mg(20000ppm)に増やして測定を実施した。1時間後の粘度が481kPa・s、2時間後で1521kPa・sとなり、モールドへの注型が困難な粘度となった。
一般的にチオウレタンの重合には反応を進行させるためにスズ触媒を添加する必要があるが触媒を添加しない状態での増粘速度が速く、触媒を添加して樹脂化することは困難であった。
ノルボルネンジイソシアネート組成物2.32g(52重量部)にプルロニックF127(BASF社製)0.36g(8重量部)、Zelec-UN(ステファン社製)3.4mg(750ppm)を装入し1時間攪拌後ペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート1.06g(23重量部)を装入し30分間攪拌した。この溶液に4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン1.13g(25重量部)と二塩化ジブチルスズ2.7mg(600ppm)を添加し攪拌した。添加時を0分として、E型粘度計(Brookfield社製DV1粘度計)を用いて攪拌中の粘度変化を確認した。
7時間経過後の粘度は771mPa・sであり、ブロックコポリマーを加えても十分な注型可能時間を確保することができた。測定結果を表12に示す。
表12に示すように触媒の量を変えた以外は、実施例d1と同様の方法で、粘度変化のデータを取得した。測定結果を表12に示す。
実施例bと同様の方法にて、フォトクロミック特性を測定した。
ノルボルネンジイソシアネート組成物23.19g(52重量部)にナフトピラン系フォトクロミック色素(Reversacol Pannie Green(ポリジメチルシロキサン鎖、ナフトピラン系発色団)22.5mg(500ppm)、プルロニックF127(BASF社製)3.6g(8重量部)、Zelec-UN(ステファン社製)33.8mg(750ppm)を添加し、70℃で一時間攪拌し溶解した。続けてこの溶液にペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート10.55g(23重量部)を添加し、30分間攪拌した。室温まで冷却した後に二塩化ジブチルスズ(シグマアルドリッチ社製)27mg(600ppm)を溶解した4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン11.26g(25重量部)を加えて1時間攪拌した。真空ポンプを用いて30分間133~400Paの減圧度で減圧脱気した後に1μmのメンブランフィルターでろ過し、攪拌しながら泡が消えるまで2時間真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温し、樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表13に示す。
表13に示すようにナフトピラン系フォトクロミック色素の種類および量を変えた以外は、実施例d4と同様の方法で樹脂成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表13に示す。なお、表13中、CR-49およびCR-173はナフトピラン系フォトクロミック色素である。
実施例および比較例において製造した樹脂の光学物性(屈折率、アッベ数)、耐熱性、強度、TEM分析は、実施例aと同様の方法により測定した。
実施例d7と同様の方法でモノマーの調合を実施し、得られたフォトクロミック組成物をガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温しながら加熱、重合を実施した。得られた樹脂成形体について機械物性等の測定を実施した。測定結果を表14に示す。また、図4にTEM分析の結果を示す。
プルロニックF127(BASF社製)をポリエチレングリコールモノメチルエーテル(アルドリッチ社製:平均分子量750)に変更し、添加量を15重量部にした以外は実施例d8と同様の方法で重合を実施し、樹脂成形体を作成した。得られた樹脂成形体について機械物性等の測定を実施した。測定結果を以下の表14に示す。
実施例bと同様の方法にて、フォトクロミック特性を測定した。
ノルボルネンジイソシアネート組成物23.19g(52重量部)にナフトピラン系フォトクロミック色素(CR-173)36mg(800ppm)、プルロニックPE4300(BASF社製)3.6g(8重量部)、Zelec-UN(ステファン社製)33.8mg(750ppm)を添加し、攪拌装置で攪拌して溶解した。続けてこの溶液にペンタエリスリトールテトラキス3-メルカプトプロピオネート10.55g(23重量部)を添加し、30分間攪拌した。二塩化ジブチルスズ(シグマアルドリッチ社製)27mg(600ppm)を溶解した4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン11.26g(25重量部)を加えて1時間攪拌した。真空ポンプを用いて30分間133~400Paの減圧度で減圧脱気した後に1μmのメンブランフィルターでろ過し、攪拌しながら泡が消えるまで2時間真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温し、樹脂化を行い、成形体を調製した。このブロックコポリマーを添加した組成物は途中で急速な粘度上昇をすることが無く、モールドに注型することが可能であった。
ブロックコポリマーおよび色素の種類および添加量を表15に示し、フォトクロミック特性の測定結果を表16に示す。
ブロックコポリマーおよび色素の種類および添加量を表15に記載の成分および添加量に変更した以外は、実施例d9と同様の条件で成形体を作成した。これらのブロックコポリマーを添加した組成物は途中で急速な粘度上昇をすることが無く、モールドに注型することが可能であった。フォトクロミック特性の測定結果を表16に示す。
メタキシリレンジイソシアネート23.4g(52重量部)に、フォトクロミック化合物としてReversacol Wembley Grey(Vivimed社製)30.8mg(684ppm)、Reversacol Heath Green(Vivimed社製)を16.9mg(376ppm)、プルロニックL64(シグマアルドリッチ社製)3.6g(8重量部)、Zelec-UN(ステファン社製)45mg(1000ppm)を添加し、攪拌装置で攪拌して溶解した。続けてこの溶液に二塩化ジブチルスズ(シグマアルドリッチ社製)7mg(150ppm)を溶解した4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン21.6g(48重量部)を加えて1時間攪拌した。真空ポンプを用いて30分間133~400Paの減圧度で減圧脱気した後に1μmのメンブランフィルターでろ過し、攪拌しながら泡が消えるまで2時間真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温し、樹脂化を行い、成形体を調製した。このブロックコポリマーを添加した組成物は途中で急速な粘度上昇をすることが無く、モールドに注型することが可能であった。
得られた樹脂についてフォトクロミック物性の測定を実施した。結果を表17に示す。
メタキシリレンジイソシアネート20.35g(40.7重量部)にフォトクロミック化合物としてReversacol Wembley Grey(Vivimed社製)30.8mg(684ppm)、Reversacol Heath Green(Vivimed社製)を16.7mg(376ppm)添加、プルロニックPE4300(BASF社製)1.0g(2重量部)、ブトキシエチルアシッドホスフェート150mg(3000ppm)を添加し、攪拌装置で攪拌して溶解した。続けてこの溶液に5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカンを含む組成物24.65g(49.3重量部)を添加して混合、撹拌を続けた。二塩化ジブチルスズ(シグマアルドリッチ社製)5.5mg(110ppm)を溶解したメタキシリレンジイソシアネート5.0g(10重量部)を加えて1時間攪拌した。真空ポンプを用いて40分間133~400Paの減圧度で減圧脱気した後に1μmのメンブランフィルターでろ過し、攪拌しながら泡が消えるまで2時間真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温し、樹脂化を行い、成形体を調製した。このブロックコポリマーを添加した組成物は途中で急速な粘度上昇をすることが無く、モールドに注型することが可能であった。
ブロックコポリマーおよび色素の種類および添加量を表18に示し、フォトクロミック特性の測定結果を表20に示す。
ブロックコポリマーおよび色素の種類および添加量を表18または表19に記載の成分および添加量に変更した以外は、実施例d53と同様の条件で樹脂を作成した。これらのブロックコポリマーを添加した組成物は途中で急速な粘度上昇をすることが無く、モールドに注型することが可能であった。フォトクロミック特性の測定結果を表20に示す。
実施例および比較例において製造した樹脂の光学物性(屈折率、アッベ数)、耐熱性、強度、TEM分析は、実施例aと同様の方法により測定した。
実施例d32と同様の方法でモノマーの調合を実施し、得られたフォトクロミック組成物をガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温しながら加熱、重合を実施した。得られた樹脂成形体についてTEM分析を実施した。図5にTEM分析の結果を示す。
実施例d34と同様の方法でモノマーの調合を実施し、得られたフォトクロミック組成物をガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温しながら加熱、重合を実施した。得られた樹脂成形体について光学物性および耐熱性の測定を実施した。測定結果を表21に示す。
実施例d35と同様の方法でモノマーの調合を実施し、得られたフォトクロミック組成物をガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温しながら加熱、重合を実施した。得られた樹脂成形体について光学物性および耐熱性の測定を実施した。測定結果を表21に示す。
実施例d37と同様の方法でモノマーの調合を実施し、得られたフォトクロミック組成物をガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温しながら加熱、重合を実施した。得られた樹脂成形体について光学物性および耐熱性の測定を実施した。測定結果を表21に示す。
実施例d52と同様の方法でモノマーの調合を実施し、得られたフォトクロミック組成物をガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温しながら加熱、重合を実施した。得られた樹脂成形体について光学物性および耐熱性の測定を実施した。測定結果を表21に示す。
実施例d74と同様の方法でモノマーの調合を実施し、得られたフォトクロミック組成物をガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温しながら加熱、重合を実施した。得られた樹脂成形体について光学物性および耐熱性の測定を実施した。測定結果を表21に示す。
[フォトクロミック特性]
測定方法:
UV-VIS分光測定器(島津製作所社製UV-1800)およびUV照射装置(アトー社製ゲル撮影装置)を用いて測定を実施した。最初に樹脂のUV-VISスペクトルを測定した後にゲル撮影装置を用いて波長312nmのUV光を2分間照射し色素を発色させた。照射後20秒、2分、5分、10分、15分後のスペクトルを測定し測定したスペクトルから以下の情報を得た。
ΔT%max:発色前後の575nmでの光線透過率変化量
F1/2:退色半減期
メタキシリレンジイソシアネート20.35g(40.7重量部)にフォトクロミック化合物としてReversacol Wembley Grey(Vivimed社製)24.6mg(547ppm)、Reversacol Heath Green(Vivimed社製)を13.3mg(300ppm)添加、プルロニックL64(BASF社製)0.75g(1.5重量部)、プルロニックP65(BASF社製)0.25g(0.5重量部)、ブトキシエチルアシッドホスフェート150mg(3000ppm)を添加し、攪拌装置で攪拌して溶解した。続けてこの溶液に5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカンを含む組成物24.65g(49.3重量部)を添加して混合、撹拌を続けた。二塩化ジブチルスズ(シグマアルドリッチ社製)5.5mg(110ppm)を溶解したメタキシリレンジイソシアネート5.0g(10重量部)を加えて1時間攪拌した。真空ポンプを用いて40分間133~400Paの減圧度で減圧脱気した後に1μmのメンブランフィルターでろ過し、攪拌しながら泡が消えるまで2時間真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温し、樹脂化を行い、成形体を調製した。このブロックコポリマーを添加した組成物は途中で急速な粘度上昇をすることが無く、モールドに注型することが可能であった。
ブロックコポリマーの種類および添加量、さらにフォトクロミック特性の測定結果を表22に示す。
ブロックコポリマーの種類および添加量を表22に記載の成分および添加量に変更した以外は、実施例e1と同様の条件で樹脂を作成した。これらのブロックコポリマーを添加した組成物は途中で急速な粘度上昇をすることが無く、モールドに注型することが可能であった。フォトクロミック特性の測定結果を表22に示す。
表23に、各図のグラフにプロットされた実施例の番号を示す。
(参考製造例f1:マイケル付加型ブロックコポリマー)
50mlのフラスコにポリプロピレングリコールジオール型(和光純薬製:重量平均分子量2000)5g(2.5mmol)と、トルエンスルホン酸1水和物(アルドリッチ社製)0.13g(0.75mmol)と、トルエン25mlとを装入した。βメルカプトプロピオン酸0.80g(7.5mmol)を装入し、ディーンシュターク管とオイルバスを用いて油温130度で16時間加熱還流して脱水縮合反応をおこなった。反応後はロータリーエバポレーターを用いて溶媒を留去し、ジクロロメタンに溶解後、有機層を1%アンモニア水で洗浄し分液した。続けて水で3回洗浄分液の操作をした後に、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ紙で塩類をろ過して除去した後にロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、真空ポンプで残留溶媒を除去した。4.27gのポリプロピレングリコールβメルカプトプロピオン酸エステルを得ることができた。
続けて50mlのフラスコにポリプロピレングリコールβメルカプトプロピオン酸エステル2.18gに、モノメタクリル酸ポリエチレングリコール(アルドリッチ社製:重量平均分子量450)0.90g(2mmol)、メタノール10mlを装入し攪拌混合した。続けてトリエチルアミン(アルドリッチ社製)0.2g(2mmol)を装入し室温で2日間攪拌した。ロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、ジクロロメタンに溶解して3回水洗を実施し、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。ろ過で無機塩を除去し、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去、真空ポンプで減圧乾燥して目的のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、マイケル付加型ブロックコポリマーを1.69g得た。
50mlのフラスコにポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリエチレングリコールPluronicL64(アルドリッチ社製:重量平均分子量2900)5g(1.7mmol)と、トルエンスルホニルクロリド(アルドリッチ社製)0.99g(5.2mmol)と、ジクロロメタン30mlとを装入した。氷水浴を用いて10℃まで冷却した後にトリエチルアミン(アルドリッチ社製)0.52g(5.2mmol)を滴下装入し、室温で一晩攪拌した。反応マスを水で3回洗浄して有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、無機塩をろ過で除去した。ロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、真空ポンプで減圧乾燥してブロックコポリマーのトルエンスルホニルエステルを5.28g得ることができた。1H-NMR分析の結果、水酸基の64%がエステル化していることが確認できた。
続けてブロックコポリマーの末端トルエンスルホン酸エステルにチオ尿素(アルドリッチ社製)0.38g(5.0mmol)と水20gを装入し、還流器を用いて油温110℃のオイルバスで3時間加熱還流した。60℃に冷却して25%アンモニア水0.51gを装入し、加熱しながら1時間攪拌を実施した。室温に冷却後、濃塩酸を加えて酸性にし、ジクロロメタンで可溶成分を抽出した。有機層を水で3回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過して無機塩を除去した。ロータリーエバポレーターで溶媒を留去して真空ポンプで乾燥し、末端チオール型ブロックコポリマーを3.35g得た。1H-NMR分析の結果、水酸基の62%がチオール化したブロックコポリマー混合物が得られた。
100mlのフラスコにポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリエチレングリコールPluronicL64(アルドリッチ社製:重量平均分子量2900)5g(1.7mmol)と、トルエンスルホン酸1水和物(アルドリッチ社製)0.04g(0.2mmol)と、トルエン60mlとを装入した。βメルカプトプロピオン酸(アルドリッチ社製)0.43g(4.7mmol)を装入し、ディーンシュターク管を用いて水を除去しながら加熱還流を合計16時間実施した。室温へ冷却後1%アンモニア水を加えて洗浄、分液し、有機層をロータリーエバポレーターで留去した。ジクロロメタンに溶解して水で2回洗浄分液し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥後、ろ過で無機塩を除去した。ロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、真空ポンプで減圧乾燥してブロックコポリマーのβメルカプトプロピオン酸エステルを5.13g得ることができた。1H-NMR分析の結果、水酸基の79%がエステル化していることが確認できた。
50mlのフラスコにポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリエチレングリコールPluronicL64(アルドリッチ社製:重量平均分子量2900)5g(1.7mmol)と、60%水素化ナトリウム(アルドリッチ社製)0.2g(5.1mmol)と、テトラヒドロフラン20mlとを装入した。油浴を利用して60℃で5時間加熱攪拌後、室温まで冷却しエピクロロヒドリン(アルドリッチ社製)0.63g(6.8mmol)を装入し、室温で2日間攪拌した。80℃で2時間加熱還流した後にロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、ジクロロメタンで抽出、水洗分液の操作を3回実施した。有機層は硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過で無機塩を除去、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、真空ポンプで減圧乾燥してブロックコポリマーのグリシジルエーテルを5.21g得ることができた。1H-NMR分析の結果、水酸基の54%がグリシジルエーテル化していることが確認できた。
50mlのフラスコに参考製造例f4で製造した末端グリシジルエーテル型ブロックコポリマー3gと、チオ尿素(アルドリッチ社製)0.3g(4mmol)と、メタノール30mlとを装入した。室温で4日間攪拌した後にロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、ジクロロメタンで抽出、水洗分液の操作を3回実施した。有機層は硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過で無機塩を除去、ロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、真空ポンプで減圧乾燥してブロックコポリマーの末端チオエポキシド体を2.17g得ることができた。1H-NMR分析の結果、原料であるPluronicL64の水酸基の53%がチオエポキシプロパンエーテル化していることが確認できた。
50mlのフラスコにポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリエチレングリコールPluronicL64(アルドリッチ社製:重量平均分子量2900)5g(1.7mmol)と、60%水素化ナトリウム(アルドリッチ社製)0.41g(10mmol)と、ジメチルホルムアミド25mlを装入した。油浴を利用して60℃で2時間加熱攪拌後、室温まで冷却しクロロ酢酸(アルドリッチ社製)0.48g(5mmol)を装入し、60℃で3時間加温後、室温で2日間攪拌した。濃塩酸を加えた後に、水に排出し続けてジクロロメタンで抽出した。水で3回水洗し有機層は硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過で無機塩を除去した。ロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、真空ポンプで減圧乾燥してブロックコポリマーの末端グリコール酸体を4.27g得ることができた。1H-NMR分析の結果、水酸基の36%がグリコール酸エーテル化していることが確認できた。
50mlのフラスコにクロロプロピオン酸(東京化成社製)0.75g(6.9mmol)と、チオニルクロリド(アルドリッチ社製)1.23g(10mmol)とを装入し、60℃で5時間攪拌した。室温まで冷却した後に、未反応のチオニルクロリドを減圧して留去し、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリエチレングリコールPluronicL64(アルドリッチ社製:重量平均分子量2900)5g(1.7mmol)と、トルエン25mlとを装入した。油浴を利用して110℃で6時間加熱攪拌後、室温まで冷却しロータリーエバポレーターを用いて溶媒を留去した。ジクロロメタンで抽出後、水洗、分液の操作を3回実施し有機層は硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過で無機塩を除去してロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、真空ポンプで減圧乾燥してブロックコポリマーの末端クロロプロピオン酸エステル体を5.19g得ることができた。1H-NMR分析の結果、水酸基の94%がクロロプロピオン酸エステル化していることが確認できた。
50mlのフラスコにブロックコポリマーの末端クロロプロピオン酸エステル体を5.19g装入し、25mlのアセトンを加えて攪拌、溶解後に氷水浴で10℃まで冷却した。トリエチルアミン0.69g(6.8mmol)を滴下装入し、室温で一晩攪拌した。溶媒をロータリーエバポレーターで留去し、ジクロロメタンで抽出、水洗分液の操作を三回実施した。硫酸マグネシウムを加えて有機層を乾燥し、ろ過して無機塩を除去、安定剤としてBHTを1.5mg加えた後に溶媒をロータリーエバポレーターで留去した。真空ポンプを用いて乾燥し、目的の末端アクリル酸型ブロックコポリマー3.04gを得た。1H-NMR分析の結果、水酸基の88%がアクリル酸エステル化していることが確認できた。
攪拌子を入れた丸底フラスコにテトロニック901 (BASF社製) 21.16g(4.5mmol)を装入し、135mlの水に分散させた。ベンジルクロリド(Aldrich社製)1.04ml(9mmol)を装入し室温で24時間攪拌した。フラスコに還流器をつけて60℃で6時間攪拌しながら反応を継続した。30mlの飽和食塩水を装入し、100mlのジクロロメタンで抽出操作を実施し、続けて50mlのジクロロメタンで抽出操作を実施した。有機層を合わせて硫酸マグネシウムで乾燥しろ紙でろ過して固体を除去、続けてシリカゲルを通してろ過した。有機層を濃縮した後に真空ポンプで数時間乾燥して黄色オイル状の改質型テトロニック901を得た。(11.92g)
1H-NMR(Bruker 400MHz, CDCl3): 1.14 (m), 2.07 (Br. S), 3.40 (m), 3.55 (m), 3.65 (m), 4.70 (s, PhCH2), 7.37 (m, Ar.)
参考製造例f8のテトロニック 901を21.85gのテトロニック 904(BASF社製)に変えた以外は同様の方法で黄色オイル状の改質型テトロニック904を得た。(19.39g)
1H-NMR(Bruker 400MHz, CDCl3): 1.14 (m), 2.07 (Br. S), 3.40 (m), 3.55 (m), 3.65 (m), 4.70 (s, PhCH2), 7.37 (m, CH arom.)
参考製造例f8のテトロニック 901を21.14gのテトロニック 1301(BASF社製)に変えた以外は同様の方法で黄色オイル状の改質型テトロニック1301を得た。(15.68g)
1H-NMR(Bruker 400MHz, CDCl3): 1.14 (m), 2.16 (m), 2.56 (m), 3.40 (m), 3.55 (m), 3.65 (m), 4.70 (s, PhCH2), 7.37 (m, CH arom.)
参考製造例f8のテトロニック 901を19.68gのテトロニック 1304(BASF社製)に変えた以外は同様の方法で黄色ペースト状の改質型テトロニック1304を得た。(14.68g)
1H-NMR(Bruker 400MHz, CDCl3): 1.14 (m), 1.96 (m), 2.56 (m), 3.40 (m), 3.55 (m), 3.65 (m), 4.70 (s, PhCH2), 7.37 (m, CH arom)
参考製造例f8のテトロニック 901を20.87gのテトロニック 150R1(BASF社製)に変えた以外は同様の方法で黄色オイル状の改質型テトロニック150R1を得た。(11.74g)
1H-NMR(Bruker 400MHz, CDCl3): 1.14 (m), 1.93 (Br. S), 3.40 (m), 3.55 (m), 3.65 (m), 4.70 (s, PhCH2), 7.37 (m, CH arom)
参考製造例f8のテトロニック901を20.6gのテトロニック 701(BASF社製)に変えた以外は同様の方法で黄色オイル状の改質型テトロニック701を得た。(11.6g)
1H-NMR(Bruker 400MHz, CDCl3): 1.14 (m), 2.07 (m), 2.33 (m), 2.57 (m), 3.40 (m), 3.54 (m), 3.65 (m), 4.70 (s, PhCH2), 7.37 (m, CH arom)
参考製造例f8のテトロニック901を20.36gのテトロニック 90R4(BASF社製)に変えた以外は同様の方法で黄色オイル状の改質型テトロニック90R4を得た。(14.36g)
1H-NMR(Bruker 400MHz, CDCl3): 1.14 (m), 2.11 (Br. S), 3.40 (m), 3.55 (m), 3.65 (m), 4.70 (s, PhCH2), 7.37 (m, CH arom).
実施例bと同様の方法にて、フォトクロミック特性を測定した。
ノルボルネンジイソシアネート組成物2.74g(55重量部)にナフトピラン系フォトクロミック色素(コーニング社製CR-173)4mg(800ppm)、参考製造例f3で製造したブロックコポリマー0.25g(5重量部)、Zelec-UN(ステファン社製)7.5mg(1500ppm)を添加し攪拌溶解した。この溶液にペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)1.10g(22重量部)を加えて攪拌混合し、最後に二塩化ジブチルスズ(シグマアルドリッチ社製)3.0mg(600ppm)を溶解した4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン1.17g(23重量部)の混合物を加えて攪拌しながら真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。
調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温して樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表25に示す。
表25に示すように、ナフトピラン系フォトクロミック色素およびブロックコポリマー成分の種類と添加量を変えた以外は実施例f1と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果も表25に示す。
メタキシリレンジイソシアネート20.35g(40.7重量部)にフォトクロミック化合物としてReversacol Wembley Grey(Vivimed社製)30.8mg(684ppm)、Reversacol Heath Green(Vivimed社製)を16.7mg(376ppm)添加、グリセロールポリプロピレンオキシドブロックポリエチレンオキシド(Aldrich社製)1.0g(2重量部)、ブトキシエチルアシッドホスフェート150mg(3000ppm)を添加し、攪拌装置で攪拌して溶解した。続けてこの溶液に5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカンを含む組成物24.65g(49.3重量部)を添加して混合、撹拌を続けた。二塩化ジブチルスズ(シグマアルドリッチ社製)5.5mg(110ppm)を溶解したメタキシレンジイソシアネート5.0g(10重量部)を加えて1時間攪拌した。真空ポンプを用いて40分間133~400Paの減圧度で減圧脱気した後に1μmのメンブランフィルターでろ過し、攪拌しながら泡が消えるまで2時間真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温し、樹脂化を行い、成形体を調製した。このブロックコポリマーを添加した組成物は途中で急速な粘度上昇をすることが無く、モールドに注型することが可能であった。
ブロックコポリマーおよび色素の種類および添加量、フォトクロミック特性の測定結果を表25に示す。
表25に示すように、ナフトピラン系フォトクロミック色素およびブロックコポリマー成分の種類と添加量を変えた以外は実施例f10と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果も表25に示す。
ブロックコポリマーを添加しない以外は実施例f1と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表25に示す。
4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタンの混合物1.75g(35重量部)にナフトピラン系フォトクロミック色素(コーニング社製CR-173)4mg(800ppm)、トリフェニルホスフィン(アルドリッチ社製)62.5mg(1.25重量部)、参考製造例f3で製造したブロックコポリマー0.25g(5重量部)、Zelec-UN(ステファン社製)25mg(5000ppm)を添加し攪拌溶解した。この溶液にビスフェノールAジグリシジルエーテル3.25g(65重量部)を加えて攪拌しながら真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。
調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温して樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表26に示す。
表26に示すように、ブロックコポリマー成分の種類と量を変えた以外は実施例f18と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表26に示す。
ブロックコポリマーを添加しない以外は実施例f18と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表26に示す。
ジビニルベンゼン(アルドリッチ社製)1.25g(25重量部)にナフトピラン系フォトクロミック色素(コーニング社製CR-173)4mg(800ppm)、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(アルドリッチ社製)15mg(3000ppm)、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリエチレングリコール(PluronicL64、アルドリッチ社製:重量平均分子量2900)0.25g(5重量部)を添加し攪拌溶解した。この溶液にビスフェノールAグリセロールジメタクリレート3.75g(75重量部)を加えて攪拌しながら真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。
調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温して樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表27に示す。
表27に示すように、ブロックコポリマーの種類と量を変えた以外は実施例f20と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表27に示す。
ブロックコポリマーを添加しない以外は実施例f20と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表27に示す。
(参考製造例g1:PEGポリアクリルエステルブロック共重合体m1の合成)
乾燥したフラスコにポリエチレングリコールメチルエーテル(Mn:5400)-4-シアノ-4-ドデシルトリチオカーボネート-ペンタン酸エステル1当量を添加し2mlの乾燥トルエンに溶解した。続けてアクリル酸ベンジル100当量とアゾビスイソブチロ二トリル0.1Mトルエン溶液(0.1当量)を加えた。混合溶液を脱気して15分間窒素吹き込みを実施した。続けてフラスコは密封し、70℃で6時間加熱攪拌を実施した。さらに反応混合物を減圧濃縮前に0℃まで冷却して、ジエチルエーテルとヘキサンの(50/50)混合溶液を加えて黄色固体が析出するまでゆっくりと溶媒を減圧留去した。残った黄色固体を乾燥したテトラヒドロフラン5mlに溶解し15分間窒素を吹き込んで脱気操作を実施した。続けてオクチルアミン10当量とトリス(2-カルボキシエチル)フォスフィン塩酸塩0.5当量を装入し、アルゴン気流下で一晩反応を実施した。反応混合物は乾固するまで濃縮し、ジエチルエーテルとヘキサンの50/50混合溶媒を装入した。さらに白色の固体が析出するまで溶媒を減圧下でゆっくり留去した。得られた固体をジエチルエーテルに分散し、ろ紙で不溶物をろ過し、ジエチルエーテルで洗浄して目的のブロックコポリマーを白色固体で得ることができた。300mgのポリエチレングリコールメチルエーテル-4-シアノ-4-ドデシルトリチオカーボネート-ペンタン酸エステルからPEG(Mn:5400)-ブロック-ポリベンジルアクリレート833mgを得ることができた。1H-NMR(CDCl3):1.4-1.9 (CH2-CH), 2.35 (CH2-CH), 3.6-3.7(PEG), 4.97(CH2Ph), 7.2-7.3(芳香族環)
原料のRAFT開始剤をポリエチレングリコールメチルエーテル(Mn:10000)-4-シアノ-4-ドデシルトリチオカーボネート-ペンタン酸エステルに変更した以外は参考製造例g1と同様の方法で製造を実施して500mgの原料から目的のブロックコポリマー806mgを得た。1H-NMR(CDCl3):1.4-1.9 (CH2-CH), 2.35 (CH2-CH), 3.6-3.7(PEG), 4.97(CH2Ph), 7.2-7.3(芳香族環)
乾燥したフラスコにポリカプロラクトンジオール型(Aldrich社製:重量平均分子量2000)10g(5mmol)を装入し100mlのジクロロメタンを装入し溶解した。続けてコハク酸無水物(Aldrich社製)1.5g(15mmol)、トリエチルアミン(Aldrich社製)2.1ml(15mmol)とジメチルアミノピリジン(Aldrich社製)244mg(2mmol)を加えた。反応は窒素下35度で3時間実施し、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル(Mn:550)を2.5ml添加して過剰なコハク酸無水物を反応させた。反応混合物をさらに1時間反応させて室温に冷却、乾固するまで濃縮して溶媒を除去した。粗生成物をジエチルエーテルに分散し、有機層を1規定塩酸で3回洗浄し、飽和食塩水で1回洗浄を実施した。さらに硫酸マグネシウムで乾燥してシリカゲルでろ過し、乾固するまで濃縮して10gの白色ワックス状物を得た。1H-NMR(CDCl3):1.36-1.42(m, CH2),1.63-1.67(m, CH2),2.31 (t,CH2),2.62-2.67(m, CH2-CH2-COOH), 4.06(t, CH2)
工程1:乾燥したフラスコにポリカプロラクトンジコハク酸(参考製造例g3の化合物)を1g(0.5mmol)装入し、乾燥ジクロロメタン10mlを加えて溶解した。少量のジメチルホルムアミドを滴下装入し、オキサリル酸0.21ml(2.5mmol)を装入した。反応混合物を3時間攪拌し、減圧濃縮してポリカプロラクトンジコハク酸クロリドを得た。生成物は精製せずに次工程で使用した。
工程2:乾燥したフラスコにポリエチレングリコールモノメチルエーテル(Mn:550)を10当量装入し、乾燥ジクロロメタン20mlとトリエチルアミン0.21ml (3当量)を加えて溶解した。反応マスを0℃まで冷却し、窒素雰囲気を保ったままポリカプロラクトンジコハク酸クロリド(工程1の化合物)を乾燥ジクロロメタン5mlに溶解した溶液を滴下装入した。滴下終了後に室温まで昇温して一晩攪拌を続けた。ジクロロメタンを追加装入して水で3回洗浄し、続けて飽和食塩水で1回洗浄を実施した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過、減圧濃縮して溶媒を留去してワックス状のポリマーとして1.44gの目的物を得た。
1H-NMR(acetone-d6):1.39-1.44(m, CH2),1.62-1.68(m, CH2),2.33 (t,CH2),3.60(PEG),4.06(t, CH2)
参考製造例g4のポリエチレングリコールモノメチルエーテルをポリエチレングリコール(Mn:200)に変更した以外は同様の方法で合成を実施し、目的のジオール化合物をワックス状のポリマーとして0.86g得た。
1H-NMR(acetone-d6):1.39-1.44(m, CH2),1.62-1.68(m, CH2),2.33 (t,CH2),3.60(PEG),4.06(t, CH2)
参考製造例g4のポリエチレングリコールモノメチルエーテルをポリエチレングリコール(Mn:600)に変更した以外は同様の方法で合成を実施し、目的のジオール化合物をワックス状のポリマーとして1.44g得た。
1H-NMR(acetone-d6):1.39-1.44(m, CH2),1.62-1.68(m, CH2),2.33 (t,CH2),3.60(PEG),4.06(t, CH2)
参考製造例g4のポリエチレングリコールモノメチルエーテルをポリエチレングリコール(Mn:1000)に変更した以外は同様の方法で合成を実施し、目的のジオール化合物をワックス状のポリマーとして2.39g得た。
1H-NMR(acetone-d6):1.39-1.44(m, CH2),1.62-1.68(m, CH2),2.33 (t,CH2),3.60(PEG),4.06(t, CH2)
ディーンシュターク管と冷却管を備えたフラスコにPluronicL64(BASF社製)10g(3.45mmol)、p-トルエンスルホン酸1水和物(Aldrich社製)67mg(0.35mmol)と(DL)-乳酸(Aldrich社製)1.28ml(17.35mmol)を40mlのベンゼンに分散した。混合物は窒素下で6時間加熱還留した。室温まで冷却し有機層を20mlのジクロロメタンで希釈し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(20ml)、水(20ml)、そして飽和食塩水で洗浄分液を実施した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過して濃縮、乾燥して目的化合物を9.38g得た。
1H-NMR(CDCl3):1.44 (d,CH3), 1.53(m,PPO), 3.41 (m, PPO), 3.55(m, PPO), 3.66(m, PEG), 4.34 (m, CH)
実施例bと同様の方法にて、フォトクロミック特性を測定した。
ノルボルネンジイソシアネート組成物2.74g(55重量部)にナフトピラン系フォトクロミック色素(Reversacol Wembley Grey)2.7mg(547ppm)、ナフトピラン系フォトクロミック色素(Reversacol Heath Green)1.5mg(300ppm)、ポリエチレングリコールメチルエーテル(Mn:5000)-ブロック-ポリεカプロラクトン(Mn:13000)(Aldrich社製)0.10g(2重量部)、Zelec-UN(ステファン社製)7.5mg(1500ppm)を添加し攪拌溶解した。この溶液にペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)1.10g(22重量部)を加えて攪拌混合し、最後に二塩化ジブチルスズ(シグマアルドリッチ社製)3.0mg(600ppm)を溶解した4-メルカプトメチル-1,8-ジメルカプト-3,6-ジチアオクタン1.17g(23重量部)の混合物を加えて攪拌しながら真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。
調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温して樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表31に示す。
表31に示すように、ナフトピラン系フォトクロミック色素およびブロックコポリマー成分の種類と添加量を変えた以外は実施例g1と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果も表31に示す。
メタキシリレンジイソシアネート20.35g(40.7重量部)にフォトクロミック化合物としてReversacol Wembley Grey(Vivimed社製)27.4mg(547ppm)、Reversacol Heath Green(Vivimed社製)を15.0mg(300ppm)添加、ポリエチレングリコールメチルエーテル(Mn:5000)-ブロック-ポリεカプロラクトン(Mn:5000)(Aldrich社製)1.0g(2重量部)、ブトキシエチルアシッドホスフェート150mg(3000ppm)を添加し、攪拌装置で攪拌して溶解した。続けてこの溶液に5,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,7-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカン、4,8-ジメルカプトメチル-1,11-ジメルカプト-3,6,9-トリチアウンデカンを含む組成物24.65g(49.3重量部)を添加して混合、撹拌を続けた。二塩化ジブチルスズ(シグマアルドリッチ社製)5.5mg(110ppm)を溶解したメタキシレンジイソシアネート5.0g(10重量部)を加えて1時間攪拌した。真空ポンプを用いて40分間133~400Paの減圧度で減圧脱気した後に1μmのメンブランフィルターでろ過し、攪拌しながら泡が消えるまで2時間真空ポンプで減圧脱気操作を実施した。調合モノマーを2mm厚のガラスモールドに装入し、オーブンで室温から120度まで昇温し、樹脂化を行い、成形体を調製した。このブロックコポリマーを添加した組成物は途中で急速な粘度上昇をすることが無く、モールドに注型することが可能であった。
ブロックコポリマーおよび色素の種類および添加量、フォトクロミック特性の測定結果を表32に示す。
表32に示すように、ナフトピラン系フォトクロミック色素およびブロックコポリマー成分の種類と添加量を変えた以外は実施例g27と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果も表32に示す。
ブロックコポリマーとしてDuranol T5651(旭化成株式会社製)を用いた以外は実施例g1と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果を表32に示す。
表32に示すように、ナフトピラン系フォトクロミック色素およびポリマーポリオール成分の種類と添加量を変えた以外は比較例g1と同様の方法で樹脂化を行い、成形体を調製した。フォトクロミック特性の測定結果も表32に示す。
比較例g3およびg4の樹脂は白濁しており、光学材料に適さない樹脂が得られた。
Duranol T5651: 旭化成株式会社製ポリカーボネートジオール (Mn: 1000)
Duranol T5652: 旭化成株式会社製ポリカーボネートジオール (Mn: 2000)
Tergitol Min Foam 1x
: Aldrich社製PEG,PPG共重合体
Ucon? HTF 14 :Aldrich社製PEG,PPGランダム共重合体
PEG8000: Aldrich社製 ポリエチレングリコール(Mn:8000)
[a1] 下記一般式(1)~(4a)で表される化合物から選択される1種以上の化合物からなる重合体(a)と、
環境の変化を感受して吸光特性が変化する化合物(b)と、
重合反応性化合物(c)と、
を含む、光学材料用重合性組成物。
[a2] 前記化合物(b)がクロミック化合物である、[a1]に記載の光学材料用重合性組成物。
[a3] 前記クロミック化合物がフォトクロミック化合物である、[a2]に記載の光学材料用重合性組成物。
[a4] 前記フォトクロミック化合物がナフトピラン誘導体である、[a3]に記載の光学材料用重合性組成物。
[a5] 重合反応性化合物(c)が、ポリイソ(チオ)シアネート化合物、(チオ)エポキシ化合物、オキセタニル化合物、チエタニル化合物、(メタ)アクリロイル化合物、(メタ)アリル化合物、アルケン化合物、アルキン化合物、二官能以上の活性水素化合物、および酸無水物から選択される1種または2種以上の化合物を含む、[a1]~[a4]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[a6] 重合反応性化合物(c)が、前記ポリイソ(チオ)シアネート化合物および二官能以上の前記活性水素化合物を含み、
前記ポリイソ(チオ)シアネート化合物が、脂肪族ポリイソ(チオ)シアネート化合物、脂環族ポリイソ(チオ)シアネート化合物、芳香族ポリイソ(チオ)シアネート化合物である、[a5]に記載の光学材料用重合性組成物。
[a7] 下記一般式(1)~(4a)で表される化合物から選択される1種以上の化合物からなる重合体(a)のミクロ相分離構造体と、
環境の変化を感受して吸光特性が変化する化合物(b)と、
重合反応性化合物(c)が重合した樹脂と、
を含む、硬化体。
[a8] [a1]~[a6]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を硬化した成形体。
[a9] 重合体(a)のミクロ相分離構造体を含む、[a8]に記載の成形体。
[a10] [a8]または[a9]に記載の成形体からなる光学材料。
[a11] [a8]または[a9]に記載の成形体からなるプラスチックレンズ。
[a12] 下記一般式(1)~(4a)で表される化合物から選択される1種以上の化合物からなる重合体(a)と、環境の変化により吸光特性が変化する化合物(b)と、重合反応性化合物(c)とを、混合する工程を含む、光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a13] 重合体(a)、化合物(b)および重合反応性化合物(c)を混合する前記工程は、
重合体(a)および化合物(b)を含む重合体粒子を形成する工程と、
前記重合体粒子に重合反応性化合物(c)を混合する工程と、
を含む、[a12]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a14] 重合反応性化合物(c)は2種以上の化合物からなり、
重合体(a)、化合物(b)および重合反応性化合物(c)を混合する前記工程は、
重合体(a)、化合物(b)および重合反応性化合物(c)の一部を混合する工程と、
前記工程で得られた混合物に残りの重合反応性化合物(c)を混合する工程と、
を含む、[a12]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a15] 化合物(b)がクロミック化合物である、[a12]~[a14]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a16] 前記クロミック化合物がフォトクロミック化合物である、[a15]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a17] 前記フォトクロミック化合物がナフトピラン誘導体である、[a16]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[a18] [a1]~[a6]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を重合硬化する工程を含み、
前記工程は、
重合反応性化合物(c)が重合して樹脂を形成するとともに重合体(a)がミクロ相分離構造体を形成し、前記樹脂と前記ミクロ相分離構造体と化合物(b)とからなる硬化体を形成する工程を含む、硬化体の製造方法。
[a19] [a1]~[a6]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を注型重合することによりレンズ基材を形成する工程を含む、プラスチックレンズの製造方法。
[a20] レンズ基材を形成する前記工程は、
重合反応性化合物(c)が重合して樹脂を形成するとともに重合体(a)がミクロ相分離構造体を形成し、前記樹脂と前記ミクロ相分離構造体と化合物(b)とからなるレンズ基材を形成する工程を含む、[a19]に記載のプラスチックレンズの製造方法。
環境の変化を感受して吸光特性が変化する化合物(b)と、
重合反応性化合物(c)と、
を含む、光学材料用重合性組成物。
[b2] 前記化合物(b)がクロミック化合物である、[b1]に記載の光学材料用重合性組成物。
[b3] 前記クロミック化合物がフォトクロミック化合物である、[b2]に記載の光学材料用重合性組成物。
[b4] 前記フォトクロミック化合物がナフトピラン誘導体である、[b3]に記載の光学材料用重合性組成物。
[b5] 重合反応性化合物(c)が、ポリイソ(チオ)シアネート化合物、(チオ)エポキシ化合物、オキセタニル化合物、チエタニル化合物、(メタ)アクリロイル化合物、(メタ)アリル化合物、アルケン化合物、アルキン化合物、二官能以上の活性水素化合物、および酸無水物から選択される1種または2種以上の化合物を含む、[b1]~[b4]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
[b6] 重合反応性化合物(c)が、前記ポリイソ(チオ)シアネート化合物および二官能以上の前記活性水素化合物を含み、
前記ポリイソ(チオ)シアネート化合物が、脂肪族ポリイソ(チオ)シアネート化合物、脂環族ポリイソ(チオ)シアネート化合物、芳香族ポリイソ(チオ)シアネート化合物である、[b5]に記載の光学材料用重合性組成物。
[b7] 下記一般式(4)で表される化合物から選択される1種以上の化合物からなる重合体(a)のミクロ相分離構造体と、
環境の変化を感受して吸光特性が変化する化合物(b)と、
重合反応性化合物(c)が重合した樹脂と、
を含む、硬化体。
[b8] [b1]~[b6]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を硬化した成形体。
[b9] 重合体(a)のミクロ相分離構造体を含む、[b8]に記載の成形体。
[b10] [b8]または[b9]に記載の成形体からなる光学材料。
[b11] [b8]または[b9]に記載の成形体からなるプラスチックレンズ。
[b12] 下記一般式(4)で表される化合物から選択される1種以上の化合物からなる重合体(a)と、環境の変化により吸光特性が変化する化合物(b)と、重合反応性化合物(c)とを、混合する工程を含む、光学材料用重合性組成物の製造方法。
[b13] 重合体(a)、化合物(b)および重合反応性化合物(c)を混合する前記工程は、
重合体(a)および化合物(b)を含む重合体粒子を形成する工程と、
前記重合体粒子に重合反応性化合物(c)を混合する工程と、
を含む、[b12]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[b14] 重合反応性化合物(c)は2種以上の化合物からなり、
重合体(a)、化合物(b)および重合反応性化合物(c)を混合する前記工程は、
重合体(a)、化合物(b)および重合反応性化合物(c)の一部を混合する工程と、
前記工程で得られた混合物に残りの重合反応性化合物(c)を混合する工程と、
を含む、[b12]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[b15] 化合物(b)がクロミック化合物である、[b12]~[b14]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[b16] 前記クロミック化合物がフォトクロミック化合物である、[b15]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[b17] 前記フォトクロミック化合物がナフトピラン誘導体である、[b16]に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
[b18] [b1]~[b6]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を重合硬化する工程を含み、
前記工程は、
重合反応性化合物(c)が重合して樹脂を形成するとともに重合体(a)がミクロ相分離構造体を形成し、前記樹脂と前記ミクロ相分離構造体と化合物(b)とからなる硬化体を形成する工程を含む、硬化体の製造方法。
[b19] [b1]~[b6]のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を注型重合することによりレンズ基材を形成する工程を含む、プラスチックレンズの製造方法。
[b20] レンズ基材を形成する前記工程は、
重合反応性化合物(c)が重合して樹脂を形成するとともに重合体(a)がミクロ相分離構造体を形成し、前記樹脂と前記ミクロ相分離構造体と化合物(b)とからなるレンズ基材を形成する工程を含む、[b19]に記載のプラスチックレンズの製造方法。
Claims (21)
- 下記一般式(1)~(4)で表される化合物から選択される1種以上の化合物からなる重合体(a)と、
環境の変化を感受して吸光特性が変化する化合物(b)と、
重合反応性化合物(c)(重合体(a)を除く。)と、
を含む、光学材料用重合性組成物。
(一般式(1)中、Aはポリオレフィン鎖を表す。R1およびR2は、水素原子または炭素数1~18のアルキル基を表し、少なくともどちらか一方は水素原子である。X1およびX2は同一または相異なり、一般式(1a)または一般式(1c)のいずれかで表される。
(一般式(1a)中、Eは酸素原子または硫黄原子を表し、X3はポリアルキレングリコール基または一般式(1b)で表される基を表す。)
(一般式(1b)中、R3はm+1価の炭化水素基を表す。Gは同一または相異なり、-OX4、-N+R4X5X6Q1-(X4~X6はポリアルキレングリコール基を表し、R4は水素原子、ポリアルキレングリコール基で置換されていてもよい炭素数1~18のアルキル基、芳香族アルキル基を表し、Q1-はハロゲンイオン、カルボン酸陰イオン、もしくは無機酸陰イオンを表す。)で表される基である。mは、R3とGとの結合数であり1~10の整数を表す。)
(一般式(1c)中、X7、X8は同一または相異なり、ポリアルキレングリコール基または上記一般式(1b)で表される基であり、R5は水素原子、アルキレングリコール基で置換されてもよい炭素数1~18のアルキル基もしくは炭素数6~18の芳香族アルキル基であり、Q2 -はハロゲンイオン、カルボン酸陰イオンもしくは無機酸の陰イオンを表す。)
(一般式(2)中、Aはn価の有機基を示し、R2は置換されていても良い炭素数1~20のアルキル基、置換されていても良い炭素数7~20のアラルキル基、置換されていても良い炭素数6~20のアリール基を表し、R3は水酸基を有する炭素数1~20の炭化水素基もしくは炭素数1~20のアルキレンオキシ基を表し、R4は水酸基を有していても良い炭素数1~20の有機基を表し、R5は水素原子もしくは炭素数1~20の有機基を表し、R6、R7、R8はそれぞれ独立に水素原子もしくはメチル基を表し、nは1~20の整数を示し、a、bはそれぞれ独立に1~200の整数を示す。複数存在するR2~R8は、同一でも異なっていてもよい。)
(一般式(3)中、Aは2以上の水酸基を有するポリオール化合物から誘導され、繰り返し単位中のC(=O)-と結合してエステル結合を形成する基を示し、R1は置換されていても良い炭素数1~20のアルキル基、置換されていても良い炭素数7~20のアラルキル基、置換されていても良い炭素数6~20のアリール基を表し、R2は水酸基を有する炭素数1~20の炭化水素基もしくは炭素数1~20のアルキレンオキシ基を表し、R3は水素原子もしくはメチル基を表し、mは1~1000の整数を示し、oはAを構成するポリオール化合物の水酸基の数以下の値を示す。複数存在するR1~R3は、同一でも異なっていてもよい。)
(一般式(4)中、A1、A2はそれぞれ異なるポリマー鎖を表す。R1はn価の有機基であり、R2は2種類のポリマー鎖を連結する連結基であり、R3は有機基である。nは1~6の整数である。) - 前記化合物(b)がクロミック化合物である、請求項1に記載の光学材料用重合性組成物。
- 前記クロミック化合物がフォトクロミック化合物である、請求項2に記載の光学材料用重合性組成物。
- 前記フォトクロミック化合物がナフトピラン誘導体である、請求項3に記載の光学材料用重合性組成物。
- 重合反応性化合物(c)が、ポリイソ(チオ)シアネート化合物、(チオ)エポキシ化合物、オキセタニル化合物、チエタニル化合物、(メタ)アクリロイル化合物、(メタ)アリル化合物、アルケン化合物、アルキン化合物、二官能以上の活性水素化合物、および酸無水物から選択される1種または2種以上の化合物を含む、請求項1~4のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
- 重合反応性化合物(c)が、前記ポリイソ(チオ)シアネート化合物および二官能以上の前記活性水素化合物を含み、
前記ポリイソ(チオ)シアネート化合物が、脂肪族ポリイソ(チオ)シアネート化合物、脂環族ポリイソ(チオ)シアネート化合物、または芳香族ポリイソ(チオ)シアネート化合物である、請求項5に記載の光学材料用重合性組成物。 - 重合体(a)のミクロ相分離構造体を含む、請求項1~6のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物。
- 下記一般式(1)~(4)で表される化合物から選択される1種以上の化合物からなる重合体(a)のミクロ相分離構造体と、
環境の変化を感受して吸光特性が変化する化合物(b)と、
重合反応性化合物(c)(重合体(a)を除く。)が重合した樹脂と、
を含む、硬化体。
(一般式(1)中、Aはポリオレフィン鎖を表す。R1およびR2は、水素原子または炭素数1~18のアルキル基を表し、少なくともどちらか一方は水素原子である。X1およびX2は同一または相異なり、一般式(1a)または一般式(1c)のいずれかで表される。
(一般式(1a)中、Eは酸素原子または硫黄原子を表し、X3はポリアルキレングリコール基または一般式(1b)で表される基を表す。)
(一般式(1b)中、R3はm+1価の炭化水素基を表す。Gは同一または相異なり、-OX4、-N+R4X5X6Q1-(X4~X6はポリアルキレングリコール基を表し、R4は水素原子、ポリアルキレングリコール基で置換されていてもよい炭素数1~18のアルキル基、芳香族アルキル基を表し、Q1-はハロゲンイオン、カルボン酸陰イオン、もしくは無機酸陰イオンを表す。)で表される基である。mは、R3とGとの結合数であり1~10の整数を表す。)
(一般式(1c)中、X7、X8は同一または相異なり、ポリアルキレングリコール基または上記一般式(1b)で表される基であり、R5は水素原子、アルキレングリコール基で置換されてもよい炭素数1~18のアルキル基もしくは炭素数6~18の芳香族アルキル基であり、Q2 -はハロゲンイオン、カルボン酸陰イオンもしくは無機酸の陰イオンを表す。)
(一般式(2)中、Aはn価の有機基を示し、R2は置換されていても良い炭素数1~20のアルキル基、置換されていても良い炭素数7~20のアラルキル基、置換されていても良い炭素数6~20のアリール基を表し、R3は水酸基を有する炭素数1~20の炭化水素基もしくは炭素数1~20のアルキレンオキシ基を表し、R4は水酸基を有していても良い炭素数1~20の有機基を表し、R5は水素原子もしくは炭素数1~20の有機基を表し、R6、R7、R8はそれぞれ独立に水素原子もしくはメチル基を表し、nは1~20の整数を示し、a、bはそれぞれ独立に1~200の整数を示す。複数存在するR2~R8は、同一でも異なっていてもよい。)
(一般式(3)中、Aは2以上の水酸基を有するポリオール化合物から誘導され、繰り返し単位中のC(=O)-と結合してエステル結合を形成する基を示し、R1は置換されていても良い炭素数1~20のアルキル基、置換されていても良い炭素数7~20のアラルキル基、置換されていても良い炭素数6~20のアリール基を表し、R2は水酸基を有する炭素数1~20の炭化水素基もしくは炭素数1~20のアルキレンオキシ基を表し、R3は水素原子もしくはメチル基を表し、mは1~1000の整数を示し、oはAを構成するポリオール化合物の水酸基の数以下の値を示す。複数存在するR1~R3は、同一でも異なっていてもよい。)
(一般式(4)中、A1、A2はそれぞれ異なるポリマー鎖を表す。R1はn価の有機基であり、R2は2種類のポリマー鎖を連結する連結基であり、R3は有機基である。nは1~6の整数である。) - 請求項1~7のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を硬化した成形体。
- 重合体(a)のミクロ相分離構造体を含む、請求項9に記載の成形体。
- 請求項9または10に記載の成形体からなる光学材料。
- 請求項9または10に記載の成形体からなるプラスチックレンズ。
- 下記一般式(1)~(4)で表される化合物から選択される1種以上の化合物からなる重合体(a)と、環境の変化により吸光特性が変化する化合物(b)と、重合反応性化合物(c)(重合体(a)を除く。)とを、混合する工程を含む、光学材料用重合性組成物の製造方法。
(一般式(1)中、Aはポリオレフィン鎖を表す。R1およびR2は、水素原子または炭素数1~18のアルキル基を表し、少なくともどちらか一方は水素原子である。X1およびX2は同一または相異なり、一般式(1a)または一般式(1c)のいずれかで表される。
(一般式(1a)中、Eは酸素原子または硫黄原子を表し、X3はポリアルキレングリコール基または一般式(1b)で表される基を表す。)
(一般式(1b)中、R3はm+1価の炭化水素基を表す。Gは同一または相異なり、-OX4、-N+R4X5X6Q1-(X4~X6はポリアルキレングリコール基を表し、R4は水素原子、ポリアルキレングリコール基で置換されていてもよい炭素数1~18のアルキル基、芳香族アルキル基を表し、Q1-はハロゲンイオン、カルボン酸陰イオン、もしくは無機酸陰イオンを表す。)で表される基である。mは、R3とGとの結合数であり1~10の整数を表す。)
(一般式(1c)中、X7、X8は同一または相異なり、ポリアルキレングリコール基または上記一般式(1b)で表される基であり、R5は水素原子、アルキレングリコール基で置換されてもよい炭素数1~18のアルキル基もしくは炭素数6~18の芳香族アルキル基であり、Q2 -はハロゲンイオン、カルボン酸陰イオンもしくは無機酸の陰イオンを表す。)
(一般式(2)中、Aはn価の有機基を示し、R2は置換されていても良い炭素数1~20のアルキル基、置換されていても良い炭素数7~20のアラルキル基、置換されていても良い炭素数6~20のアリール基を表し、R3は水酸基を有する炭素数1~20の炭化水素基もしくは炭素数1~20のアルキレンオキシ基を表し、R4は水酸基を有していても良い炭素数1~20の有機基を表し、R5は水素原子もしくは炭素数1~20の有機基を表し、R6、R7、R8はそれぞれ独立に水素原子もしくはメチル基を表し、nは1~20の整数を示し、a、bはそれぞれ独立に1~200の整数を示す。複数存在するR2~R8は、同一でも異なっていてもよい。)
(一般式(3)中、Aは2以上の水酸基を有するポリオール化合物から誘導され、繰り返し単位中のC(=O)-と結合してエステル結合を形成する基を示し、R1は置換されていても良い炭素数1~20のアルキル基、置換されていても良い炭素数7~20のアラルキル基、置換されていても良い炭素数6~20のアリール基を表し、R2は水酸基を有する炭素数1~20の炭化水素基もしくは炭素数1~20のアルキレンオキシ基を表し、R3は水素原子もしくはメチル基を表し、mは1~1000の整数を示し、oはAを構成するポリオール化合物の水酸基の数以下の値を示す。複数存在するR1~R3は、同一でも異なっていてもよい。)
(一般式(4)中、A1、A2はそれぞれ異なるポリマー鎖を表す。R1はn価の有機基であり、R2は2種類のポリマー鎖を連結する連結基であり、R3は有機基である。nは1~6の整数である。) - 重合体(a)、化合物(b)および重合反応性化合物(c)を混合する前記工程は、
重合体(a)および化合物(b)を含む重合体粒子を形成する工程と、
前記重合体粒子に重合反応性化合物(c)を混合する工程と、
を含む、請求項13に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。 - 重合反応性化合物(c)は2種以上の化合物からなり、
重合体(a)、化合物(b)および重合反応性化合物(c)を混合する前記工程は、
重合体(a)、化合物(b)および重合反応性化合物(c)の一部を混合する工程と、
前記工程で得られた混合物に残りの重合反応性化合物(c)を混合する工程と、
を含む、請求項13に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。 - 化合物(b)がクロミック化合物である、請求項13~15のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
- 前記クロミック化合物がフォトクロミック化合物である、請求項16に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
- 前記フォトクロミック化合物がナフトピラン誘導体である、請求項17に記載の光学材料用重合性組成物の製造方法。
- 請求項1~7のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を重合硬化する工程を含み、
前記工程は、
重合反応性化合物(c)が重合して樹脂を形成するとともに重合体(a)がミクロ相分離構造体を形成し、前記樹脂と前記ミクロ相分離構造体と化合物(b)とからなる硬化体を形成する工程を含む、硬化体の製造方法。 - 請求項1~7のいずれかに記載の光学材料用重合性組成物を注型重合することによりレンズ基材を形成する工程を含む、プラスチックレンズの製造方法。
- レンズ基材を形成する前記工程は、
重合反応性化合物(c)が重合して樹脂を形成するとともに重合体(a)がミクロ相分離構造体を形成し、前記樹脂と前記ミクロ相分離構造体と化合物(b)とからなるレンズ基材を形成する工程を含む、請求項20に記載のプラスチックレンズの製造方法。
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