下述式(7)表示,
[0071]
[0072] 其中,A、A'、#和a與上述(1)中的定義相同。
[0073] 通過使用如上所述的[Al]成分,能夠制造光致變色特性優異、特別是退色速度 快、吸水率低的光致變色固化體。另外,能夠制造光致變色特性優異、特別是退色速度快、吸 水率低的光致變色層疊體。因此,與分子中含有環氧乙烷鏈等的單體并用來構成光致變色 固化性組合物,也能夠降低所得的光致變色固化體/層疊體的吸水率,抑制固化體/層疊體 的裂紋發生頻率。其結果,能夠得到光致變色特性、及高溫多濕下的特性更優異的光致變色 固化體/層疊體。
[0074] [Al]成分的制造方法
[0075] [Al]成分可通過使聚碳酸酯二醇與(甲基)丙烯酸酸反應來制造。若例示作為原 料的聚碳酸酯二醇,可舉出:
[0076] 由三亞甲基二醇的碳酰氯化得到的聚碳酸酯二醇(數均分子量500~2000)、由四 亞甲基二醇的碳酰氯化得到的聚碳酸酯二醇(數均分子量500~2000)、由五亞甲基二醇的 碳酰氯化得到的聚碳酸酯二醇(數均分子量500~2000)、由六亞甲基二醇的碳酰氯化得到 的聚碳酸酯二醇(數均分子量500~2000)、由八亞甲基二醇的碳酰氯化得到的聚碳酸酯二 醇(數均分子量500~2000)、由九亞甲基二醇的碳酰氯化得到的聚碳酸酯二醇(數均分子 量500~2000)、由三乙二醇和四亞甲基二醇的碳酰氯化得到的聚碳酸酯二醇(數均分子量 500~2000)、由四亞甲基二醇和六亞甲基二醇的碳酰氯化得到的聚碳酸酯二醇(數均分子 量500~2000)、由五亞甲基二醇和六亞甲基二醇的碳酰氯化得到的聚碳酸酯二醇(數均分 子量500~2000)、由四亞甲基二醇和八亞甲基二醇的碳酰氯化得到的聚碳酸酯二醇(數均 分子量500~2000)、由六亞甲基二醇和八亞甲基二醇的碳酰氯化得到的聚碳酸酯二醇(數 均分子量500~2000)、由1-甲基三亞甲基二醇的碳酰氯化得到的聚碳酸酯二醇(數均分 子量500~2000)。予以說明,如上所述,用于原料的聚碳酸酯二醇優選使用數均分子量為 500~2000的聚碳酸酯二醇。
[0077] 作為[Al]成分的制造方法,可使用以下這樣的方法。可舉出相對于聚碳酸酯二醇 lmol,混合(甲基)丙稀酸酸2~4mol、作為催化劑的酸0· 01~0· 20mol,相對于聚碳酸酯 二醇lg,混合有機溶劑1~5g、阻聚劑0. 0001~0.0 lg的范圍的量,在回流溫度下反應的 方法。予以說明,上述各成分的量為相對于聚碳酸酯二醇Imol的量、或相對于聚碳酸酯Ig 的量。
[0078] 作為有機溶劑,可以使用與水共沸的甲苯、苯、氯仿等,最優選苯。作為酸,可使用 對甲苯磺酸或硫酸等,優選對甲苯磺酸。作為阻聚劑,可使用對甲氧基苯酚或BHT(二丁羥 基甲苯)等。
[0079] 上述反應中,在反應體系中生成水。因此,一邊除去水一邊進行反應,可以以除去 的水的量來確定[Ala]、[Alb]成分的混合比。即,在除去與所使用的聚碳酸酯二醇相同 摩爾數(IOOmol % )的水的情況下生成[Alb],在除去2倍摩爾數(200mol % )的水的情 況下生成[Ala]。另外,除去的水的量只要在100~200mol %之間,可以形成[Ala]成分 和[Alb]成分的混合物。具體地,在相對于所使用的聚碳酸酯二醇lmol,除去的水的量為 I. 7mol (170mol% )的情況下,可制造[Ala]成分與[Alb]成分的摩爾比為7 :3([Ala]成 分:[Alb]成分=7:3)的混合物。在存在未反應的聚碳酸酯二醇的情況下,通過精制去除 后使用即可。
[0080] [A2]成分
[0081] 接著,說明[A2]成分,即,下述式(2)表示的多官能聚合性單體。通過配合該[A2] 成分,能夠提高光致變色特性和光致變色固化體/層疊體的硬度或表面硬度。
[0082]
[0083] 其中,
[0084] R3為氫原子或甲基,
[0085] R4為氫原子或碳數1~2的烷基,
[0086] R5為碳數1~10的3~6價的有機基團,
[0087] b按平均值計為0~3的數,且
[0088] c是3~6的數。
[0089] 上述式⑵中的R5為碳數1~10的3~6價的有機基團,具體可舉出碳數1~ 10的3~6價的烴基、碳數1~10的鏈中含有氧原子的3~6價的基團、3~6價的含有 氨基甲酸酯鍵的有機基團。R 4優選為甲基。
[0090] 作為適宜的[A2]成分的具體例,可舉出三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基 丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸 酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三乙二醇三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三乙二醇 三丙烯酸酯、雙三羥甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、雙三羥甲基丙烷四丙烯酸酯等。這些多官能 聚合性單體可以混合2種以上使用。
[0091] 這些多官能性聚合性單體從光致變色特性、特別是退色速度的觀點考慮,優選R5 為3價的烴基,從效果的觀點考慮,特別優選三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、雙三羥甲基丙 烷四甲基丙烯酸酯。
[0092] [A3]成分
[0093] 接著,說明[A3]成分,即與[Al]和[A2]成分不同的其他聚合性(甲基)丙烯酸 單體。對于本發明的[A3]成分來說,通過所選擇的單體,可以改變折射率。另外,通過調制 [A3]成分的種類、各[A3]成分的配比,可以制造最適于混入法和層疊法的光致變色固化性 組合物。對于混入法來說,可以通過改變[A3]成分的種類來調整得到的光致變色固化體的 折射率。另外,在層疊法中,通過調制環氧乙烷-環氧丙烷鏈長的單體的配比,能夠得到在 高溫多濕下使用和發揮優異的光致變色特性的層疊體。接著,具體說明這些[A3]成分。 [0094] [A3a]成分
[0095] 在為了得到折射率為1. 49-1. 51的低折射率光致變色固化體的情況下,使用由下 述式(3)表示的[A3a] 2官能(甲基)丙烯酸酯單體,
[0096]
[0097] 其中,
[0098] R6和R 7分別為氫原子或甲基,
[0099] d和e分別為0以上的整數。其中,
[0100] R6和R 7均為甲基時,d+e按平均值計為2以上且小于7,
[0101] R6為甲基、且R 7為氫原子時,d+e按平均值計為2以上且小于5,且
[0102] R6和R 7均為氫原子時,d+e按平均值計為2以上且小于3。
[0103] 上述式(3)表示的2官能(甲基)丙烯酸酯單體([A3a]成分)通常以分子量不 同的分子的混合物的形式得到。因此,d和e以平均值表示。
[0104] [A3a]成分具體地可適宜使用三丙二醇二甲基丙烯酸酯、四丙二醇二甲基丙烯酸 酯等二(甲基)丙烯酸酯單體。予以說明,在使用[A3a]成分的情況下,有時固化體的結 構中碳、氫原子的數量增多,固化體變脆,因此,優選并用下述詳述的多官能性氨基甲酸酯 (甲基)丙烯酸酯以提高固化體的強度。
[0105] [A3b]成分
[0106] 另外,作為其他的最佳組合的形式,在為了得到折射率為1.52-1.57的中等折射 率的光致變色固化體的情況下,
[0107] 作為[A3]成分,可適宜使用下述式(4)表示的[A3b]2官能(甲基)丙烯酸酯單 體,
[0108]
[0109] 其中,
[0110] R8和R9分別為氫原子或甲基,
[0111] Rw和R11分別為氫原子或甲基,
[0112] B為下述式表示的任一基團, ^^)185????-.
[0113] -〇-,-S-S (O2) _,-C (0) _,-CH2-, y -C (CH3) 2-和-C (CH3) (C6H5)-
[0114] f和g分別為I以上的整數。其中,
[0115] R8和R9均為甲基時,f+g按平均值計為2以上且小于7,
[0116] R8為甲基、R 9為氫原子時,f+g按平均值計為2以上且小于5,且
[0117] R8和R9均為氫原子時,f+g按平均值計為2以上且小于3。予以說明,上述式(4) 表示的2官能(甲基)丙烯酸酯單體([A3b]成分)通常以分子量不同的分子的混合物的 形式得到。因此,f和g用平均值表示。
[0118] [A3b]成分具體可舉出雙酚A二甲基丙烯酸酯、2, 2-雙(4-甲基丙烯酰氧基乙氧 基苯基)丙烷、2, 2-雙(3, 5-二溴-4-甲基丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷、2, 2-雙(4-甲基 丙烯酰氧基二丙氧基苯基)丙烷、雙酚A二丙烯酸酯等。從機械強度、成型性的觀點考慮, 可適宜使用2, 2-雙(4-甲基丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷。
[0119] [A3c]成分
[0120] 另外,作為其他的最佳組合的形式,特別是在為了得到光致變色層疊體的情況下,
[0121] 作為[A3]成分,優選含有下述式(14)表示的2官能聚合性單體,
[0122]
[0123] 其中,
[0124] Rs、R9、R1Q、Rn和B與上述式(4)中說明的定義相同,
[0125] k和m分別為1以上的整數,其中,
[0126] R8和R9均為甲基時,k+m按平均值計為7~30,
[0127] R8為甲基、且R9為氫原子時,k+m按平均值計為7~25,且
[0128] R8和R9均為氫原子時,k+m按平均值計為7~20。
[0129] 予以說明,上述式(14)表示的2官能(甲基)丙烯酸酯單體([A3c]成分)通常 以分子量不同的分子的混合物的形式得到。因此,k和m由平均值表示。
[0130] 該式(14)表示的2官能(甲基)丙烯酸酯單體是環氧乙烷鏈或環氧丙烷鏈的長 度比式⑷表示的2官能(甲基)丙烯酸酯單體的長度長的單體。因此,在制造該[A3c] 成分為下述詳述的配比且可減小所得固化體的體積的層疊體時,可適宜使用。
[0131] 作為[A3c]成分,具體可例示2, 2-雙[4-甲基丙烯酰氧基(聚乙氧基)苯基]丙 烷(k+m= 10)、2, 2-雙[4-甲基丙烯酰氧基(聚乙氧基)苯基]丙烷(k+m= 17)、2, 2-雙 [4-甲基丙烯酰氧基(聚乙氧基)苯基]丙烷(k+m = 30)、2, 2-雙[4-丙烯酰氧基(聚乙 氧基)苯基]丙烷(k+m = 10)、2, 2-雙[4-丙稀酰氧基(聚乙氧基)苯基]丙烷(k+m = 20)等。特別是在層疊法中,從機械強度、光致變色特性、表面硬度等的觀點考慮,可適宜使 用2, 2-雙[4-甲基丙烯酰氧基(聚乙氧基)苯基]丙烷(k+m = 10)。
[0132] 其他[A3]成分
[0133] 另外,其他成分沒有任何限制,可以使用除[Al]和[A2]成分以外的(甲基)丙烯 酸聚合性單體。如果要具體例示這些[A3]成分,可舉出平均分子量293的甲氧基聚乙二 醇甲基丙烯酸酯、平均分子量468的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、平均分子量218的甲 氧基聚乙二醇丙烯酸酯、平均分子量454的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、2-羥基甲基丙烯酸 酯、2-羥基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲 基丙烯酸酯、五乙二醇二甲基丙烯酸酯、五丙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、 三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、五乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、 四丙二醇二丙烯酸酯、五丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇和聚乙二醇的混合物構成的二甲基 丙烯酸酯(具有2個聚乙烯、2個聚丙烯的重復單元)、平均分子量330的聚乙二醇二甲基 丙烯酸酯、平均分子量536的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、平均分子量736的聚四亞甲基二醇 二甲基丙烯酸酯、三丙二醇二甲基丙烯酸酯、四丙二醇二甲基丙烯酸酯、平均分子量536的 聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、平均分子量258的聚乙二醇二丙烯酸酯、平均分子量308的聚乙 二醇二丙烯酸酯、平均分子量508的聚乙二醇二丙烯酸酯、平均分子量708的聚乙二醇二丙 烯酸酯、平均分子量536的聚乙二醇甲基丙烯酸酯丙烯酸酯、平均分子量330的聚乙二醇二 丙烯酸酯和聚丙二醇二丙烯酸酯、平均分子量434的乙氧基化環己烷二甲醇丙烯酸酯、平 均分子量452的2, 2-雙[4-甲基丙烯酰氧基?乙氧基)苯基]丙烷、平均分子量478的 2, 2-雙[4-甲基丙烯酰氧基?二乙氧基)苯基]丙烷、平均分子量466的2, 2-雙[4-丙烯 酰氧基?聚乙氧基)苯基]丙烷、聚酯低聚物六丙烯酸酯、己內酯改性的二季戊四醇六丙烯 酸酯、分子量2, 500~3, 500的4官能聚酯低聚物(Daicel-UCB公司,EB80等:(1分子中 具有4個(甲基)丙烯酸基))、分子量6, 000~8, 000的4官能聚酯低聚物(Daicel-UCB 公司,EB450等(1分子中具有4個(甲基)丙烯酸基))、分子量45, 000~55,000的6官 能聚酯低聚物(Daicel-UCB公司,EB1830等(1分子中具有6個(甲基)丙烯酸基))、分子 量10, 000的4官能聚酯低聚物(第一工業制藥(株)、GX8488B等(1分子中具有6個(甲 基)丙烯酸基))、乙二醇雙縮水甘油基甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬 二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、雙(2-甲基丙烯酰氧基乙基硫代乙基)硫 醚、雙(甲基丙烯酰氧基乙基)硫醚、雙(丙烯酰氧基乙基)硫醚、1,2-雙(甲基丙烯酰氧 基乙基硫代)乙烷、1,2-雙(丙烯酰氧基乙基)乙烷、雙(2-甲基丙烯酰氧基乙基硫代乙 基)硫醚、雙(2-丙烯酰氧基乙基硫代乙基)硫醚、1,2-雙(甲基丙烯酰氧基乙基硫代乙基 硫代)乙烷、1,2-雙(丙烯酰氧基乙基硫代乙基硫代)乙烷、1,2-雙(甲基丙烯酰氧基異 丙基硫代異丙基)硫醚、1,2-雙(丙烯酰氧基異丙基硫代異丙基)硫醚、甲基丙烯酸硬脂 酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸月桂酯、 丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐等不飽和羧酸;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯 酸苯酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯等丙烯酸或甲基丙烯酸的酯化合物;硫代丙烯酸甲酯、硫 代丙烯酸芐酯、硫代甲基丙烯酸芐酯等硫代丙烯酸或硫代甲基丙烯酸的酯化合物、多官能 性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(例如氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯)、具有(甲基)丙烯酸 基、且具有籠狀、梯狀、任意等各種結構的倍半硅氧烷單體、2-異氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯、 γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、或γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷等。
[0134] 作為上述多官能性氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的例子,從固化體樹脂的耐光性 的觀點考慮,優選在其分子結構中不具有芳環的無黃變型的物質。具體地,例如可舉出:使 六亞甲基二異氰酸酯