DE60118037T2

DE60118037T2 - Organische photochrome zusammensetzung mit verbesserten kinetischen eigenschaften

Info

Publication number: DE60118037T2
Application number: DE60118037T
Authority: DE
Inventors: S. Michael Murrysville MISURA; Anil Pittsburgh KUMAR
Original assignee: Transitions Optical Inc
Current assignee: Transitions Optical Inc
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: MXPA03004696A; US6433043B1; US6713536B2; WO2002044258A2; CA2429592A1; AU2705302A; WO2002044258A3; CA2429592C; US7147889B2; US20040149966A1; EP1340108B9; JP2004514774A; US20030045612A1; AU2002227053B2; EP1340108A2; EP1340108B1; JP2006052408A; DE60118037D1; AR031433A1; ZA200303947B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft photochrome Zusammensetzungen mit verbesserten kinetischen Leistungseigenschaften und ein Verfahren zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von organischen photochromen Verbindungen in polymeren Substraten. Insbesondere betrifft diese Erfindung verbesserte photochrome Zusammensetzungen, die eine organische photochrome Verbindung(en), und optional Träger, Stabilisatoren und/oder ein konventionelles Additiv(e) umfassen, wobei die Verbesserung wenigstens ein kinetisch verbesserndes Additiv umfasst. Das kinetisch verbessernde Additiv wird in einer Menge verwendet, die ausreicht, damit die Leistungsfähigkeit der organischen photochromen Verbindungen in polymeren organischen Wirtsmaterialien, z. B. Polymerisaten und polymeren Beschichtungen, verbessert wird. Insbesondere betrifft diese Erfindung auch photochrome Gegenstände, z. B. ophthalmische Linsen, die aus polymeren Substraten hergestellt werden, in die organische photochrome Verbindungen und kinetisch verbessernde Additive wie eine Epoxy-haltige Verbindung(en), ein Weichmacher (pl.) und/oder organische Polyole eingebracht werden.
Photochrome Verbindungen zeigen eine umkehrbare Änderung der Farbe, wenn sie Strahlung ausgesetzt werden, die ultraviolette Strahlen umfasst, wie der ultravioletten Strahlung in Sonnenlicht oder dem Licht einer Quecksilberlampe. Verschiedene Klassen von photochromen Verbindungen wurden synthetisiert und zur Verwendung in Anwendungen vorgeschlagen, bei denen eine durch Sonnenlicht induzierte, umkehrbare Farbänderung oder ein Abdunkeln erwünscht ist. Die am häufigsten beschriebenen Klassen sind Oxazine, Chromene und Fulgide.
Photochrome Verbindungen können in Plastiksubstrate wie ophthalmische Linsen durch verschiedene Verfahren, die auf dem Gebiet beschrieben werden, eingebracht werden. Die Verfahren umfassen das Auflösen oder Dispergieren der Verbindung innerhalb der Oberfläche eines Substrats, z. B. die Imbibierung der photochromen Verbindung in das Substrat durch das Eintauchen des Substrats in eine heiße Lösung der photochromen Verbindung oder durch das Absetzen der photochromen Verbindung auf die Oberfläche des Substrats und das thermische Übertragen der photochromen Verbindung in das Substrat. Der Begriff „Imbibition" oder „Imbibieren" ist dahingehend vorgesehen, das Eindringen der photochromen Verbindung in das Substrat, die durch Lösungsmittel unterstützte Transferabsorption der photochromen Verbindung in das Substrat, den Dampfphasentransfer und andere solche Transfermechanismen zu bedeuten und mit zu umfassen.
Das Ausmaß, in dem die photochromen Verbindungen in das polymere Substrat eindringen, erhöht sich im Allgemeinen mit einer höheren Temperatur, einer höheren Konzentration der photochromen Verbindungen an der Oberfläche des polymeren Substrats und einer längeren Kontaktzeit mit dem polymeren Substrat. Die Einfachheit, mit der die photochromen Verbindungen eingebracht werden, ist auch von den Eigenschaften der photochromen Verbindungen und des polymeren Substrats abhängig. Die Molekülgröße, der Schmelzpunkt und die Lösungsmittellöslichkeit der photochromen Verbindungen sowie die Aufnahmefähigkeit des polymeren Substrats betreffen alle die Leichtigkeit des Einbringens der photochromen Verbindungen. Bedingt durch die vielen Variablen, die die Herstellung photochromer Gegenstände betreffen, können in einigen Fällen photochrome Verbindungen nicht in das Plastiksubstrat mit ausreichender Einheitlichkeit und einer ausreichenden Tiefe eingebracht werden. Dieses kann in der schlechten Leistungsfähigkeit der photochromen Verbindung und zu einer unzureichenden umkehrbaren Farbänderung des photochromen Gegenstandes führen.
Verfahren zum Einbringen photochromer Verbindungen in polymere Substrate wurden in den U.S. Patenten 4,286,957, 4,880,667, 5,789,015 und 5,975,696 offenbart. Die Verwendung oder das Vermeiden von Weichmachern in solchen Verfahren wird in den U.S. Patenten 4,880,667 und 5,789,015 erwähnt. In der U.S. 4,880,667 in Spalte 5, Zeilen 53–58, wird gesagt, dass Weichmacher zu den monomeren Materialien hinzugegeben werden können, die verwendet werden, um den polymeren Wirt zu bilden, zur Verbesserung der Diffusion der photochromen Verbindungen in die untere Oberfläche. In den U.S. 5,789,015 in Spalte 7, Zeile 66 bis Spalte 8, Zeile 2, wird eine inerte Flüssigkeit, d. h. eine Flüssigkeit, die die Oberfläche der Linse nicht aufweicht, verwendet, um Suspensionen aus zwei photochromen Additiven zum Imprägnieren in das Plastiksubstrat zu bilden. Verschiedene photochrome Zusammensetzungen, die in dem Verfahren des Einbringens photochromer Verbindungen in polymere Substrate verwendet werden, wurden in den U.S. Patenten 5,185,390, 5,391,327 und 5,770,115 offenbart.
Die zuvor genannten photochromen Zusammensetzungen und Verfahren zum Einbringen photochromer Verbindungen in polymere Substrate sind allgemeinen auf dem Gebiet bekannt und können in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die Verwendung von Epoxy-haltigen Verbindungen mit photochromen Verbindungen wurde in den U.S. Patenten 5,395,566, 5,462,698, 5,621,017 und 5,776,376 offenbart.
Das U.S. Patent 5,395,566 offenbart eine photochrome Zusammensetzung aus einer Verbindung mit wenigstens einer radikalisch polymerisierbaren Gruppe und wenigstens einer Epoxygruppe und einer photochromen Verbindung. Das U.S. Patent 5,462,698 offenbart eine photochrome Zusammensetzung aus einer Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe, einer Fulgidverbindung und zwei unterschiedlichen (Meth)acrylmonomeren. Das U.S. Patent 5,621,017 offenbart eine photochrome Zusammensetzung eines radikalischen Polymerisationsmonomers, einer photochromen Verbindung und eines Photopolymerisationsstarters. Das U.S. Patent 5,776,376 offenbart eine photochrome Zusammensetzung aus einem polymerisierbaren Monomer, die aus einer Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe, verschiedenen Monomeren, einem α-Methylstyroldimer und photochromen Verbindungen besteht.
In jedem der zuvor beschriebenen Patente, die Zusammensetzungen offenbaren, die Epoxy-haltige Verbindungen und photochrome Verbindungen enthaften, enthielten die Zusammensetzungen radikalisch polymerisierbare Komponenten und wurden polymerisiert, um photochrome Linsen herzustellen.
Obwohl Verfahren zum Einbringen photochromer Verbindungen in polymere Substrate existieren, wird nach Verbesserungen für solche Verfahren gesucht. Es wurde nun herausgefunden, dass die Verwendung eines die Kinetik verbessernden Additivs in einer photochromen Zusammensetzung, die organische photochrome Verbindung(en) und wahlweise Träger, Lichtstabilisator(en), UV-Lichtabsorber (pl.), Antioxidationsmittel (pl.), Rheologieregelmittel (pl.) und/oder Verlaufmittel (pl.) umfasst, die Leistungsfähigkeit der photochromen Verbindung verbessert, wie es durch eine verbesserte Bewertung in dem Photochromen Leistungstest gezeigt wird. Die Wertungen des Tests definieren sich als das Ergebnis, das erhalten wird, wenn die Änderung der optischer Dichte (ΔOD) bei 15 Minuten durch die Bleich-/Entfärbungszeit (T 1/2) geteilt wird und dann mit 10.000 multipliziert wird. Es können photochrome Gegenstände können durch Transferverfahren hergestellt werden, die die verbesserte photochrome Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in ein polymeres Substrat einbringen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein die Kinetik verbesserndes Additiv hierin als ein Material definiert, das, wenn es zu einer photochromen Inbibierungszusammensetzung hinzu gegeben wird, in einer erhöhten Bewertung in dem Photochromen Leistungstest resultiert, der in Beispiel 29 beschrieben wird. Eine die photochrome Leistungsfähigkeit verbessernde Menge des die Kinetik verbessernden Additivs wird hierin als die Menge definiert, die notwendigerweise in der photochromen Imbibierungs zusammensetzung verwendet werden muss, um in einer verbesserten Bewertung in dem Photochromen Leistungstest im Vergleich zu einer photochromen Imbibierungszusammensetzung zu resultieren, die im Wesentlichen frei von dem die Kinetik verbessernden Additiv ist. Materialien, die die Kinetik verbessernde Additive sind, umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf, Epoxy-haltige Verbindung(en), Weichmacher (pl.), organische Polyole und Mischungen davon.
Die Offenbarungen der Patente und Artikel, die hierin zitiert werden, die sich auf photochrome Verbindungen, Weichmacher, Lactonpolyester, Stabilisatoren, Poly(harnstoff-urethane), polymere organische Wirtsmaterialien, photochrome Zusammensetzungen, d. h., photochrome Imbibierungszusammensetzungen, Verfahren zum Einbringen photochromer Verbindungen in ein polymeres Substrat und Verfahren zur Herstellung harter und weicher Kontaktlinsen beziehen, werden hierin zur Information angegeben.
In jedem Einzelfall ist zu verstehen, dass, wenn der Begriff „Gewichtsprozent" hierin in Bezug auf die photochrome Zusammensetzung verwendet wird, die beschriebenen Gewichtsprozente auf dem Gesamtgewicht der photochromen Zusammensetzung basieren.
Epoxy-haltige Verbindungen, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können aus den Verbindungen, die durch die folgenden grafischen Formeln I, II und III dargestellt werden, und einer Mischung davon ausgewählt werden.
In den grafischen Formeln I, II und III ist R₁ gleich Wasserstoff oder C₁-C₃-alkyl. Der Buchstabe n ist eine ganze Zahl, die aus 1, 2, 3 oder 4 ausgewählt ist. Wenn n gleich 1 in der grafischen Formel I ist, dann wird A aus C₂-C₂₀-Alkyl, substituiertem C₂-C₂₀-Alkyl, C₃-C₂₀-Cycloalkyl, substituiertem C₃-C₂₀-Cycloalkyl; den unsubstituierten oder substituierten Arylgruppen Phenyl und Naphthyl; Aryl(C₁-C₃)alkyl, substituiertem Aryl(C₁-C₃)alkyl, Acryloxy, Methacryloxy; der Gruppe -C(O)Y, worin Y gleich C₂-C₂₀-Alkyl, C₁-C₆-alkoxy oder Aryl ist; oder der Gruppe -R-(OR)_m-OH oder -(OR)_m-OH, worin R gleich C₂-C₄-Alkylen ist und m eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, ausgewählt. Die Substituenten der Alkyl- und Cycloalkylgruppen sind Carboxy, Hydroxy oder C₁-C₃-alkoxy. Die Substituenten der Aryl- und Aryl(C₁-C₃)alkylgruppen sind Carboxy, Hydroxy, C₁-C₃-alkoxy und/oder C₁-C₃-alkyl. Wenn n gleich 2 bis 4 ist, wird A aus C₂-C₂₀-Alkylen, substituiertem C₂-C₂₀-Alkylen, C₃-C₂₀-Cycloalkylen, substituiertem C₃-C₂₀-Cycloalkylen; den unsubstituierten oder substituierten Arylengruppen Phenylen und Naphthylen; Aryl(C₁-C₃)alkylen, substituiertem Aryl(C₁-C₃)alkylen; der Gruppe -C(O)Z(O)C-, worin Z gleich C₂-C₂₀-alkylen oder Arylen ist; der Gruppe -R-(OR)_m- oder -(OR)_m-, worin R und m die selben sind, wie sie hierin zuvor definiert wurden; Phthaloyl, Isophthaloyl, Terephthaloyl; hydroxysubstituiertem Phthaloyl, hydroxysubstituiertem Isophthaloyl, hydroxysubstituiertem Terephthaloyl oder einer Gruppe ausgewählt, die durch die folgende grafische Formel wiedergegeben ist:
worin R₂ und R₃ jeweils C₁-C₄-Alkyl, Chlor oder Brom sind; p und q jeweils ganze Zahlen von 0 bis 4 sind;
für eine divalente Benzolgruppe oder eine divalente Cyclohexangruppe steht; G gleich -O-, -S-, -S(O₂)-, -C(O)-, -CH₂-, -CH=CH-, -C(CH₃)₂-, -C(CH₃)(C₆H₅)-, -(C₆H₄)- oder
ist, wenn
die divalente Benzolgruppe ist; oder G gleich -O-, -S-, -CH₂- oder -C(CH₃)₂- ist, wenn
die divalente Cyclohexangruppe ist. Die Substituenten der Alkylen- und Cycloalkylengruppen sind Carboxy, Hydroxy und/oder C₁-C₃-Alkoxy. Die Substituenten der Aryl- und Aryl(C₁-C₃)alkylengruppen sind Carboxy, Hydroxy, C₁-C₃-alkoxy und/oder C₁-C₃-Alkyl.
In den grafischem Formeln II und III wird B aus C₂-C₂₀-Alkyl, substituiertem C₂-C₂₀-Alkyl, C₃-C₂₀-Cycloalkyl, substituiertem C₃-C₂₀-Cycloalkyl; den unsubstituierten oder substituierten Arylgruppen Phenyl und Naphthyl; Aryl(C₁-C₃)alkyl oder substituiertem Aryl(C₁-C₃)alkyl ausgewählt. Die Substituenten der Alkyl- und Cycloalkylgruppen sind Carboxy, Hydroxy und/oder C₁-C₃-Alkoxy. Die Substituenten der Aryl- und Aryl-(C₁-C₃)alkylgruppen sind Carboxy, Hydroxy, C₁-C₃-Alkoxy und/oder C₁-C₃-alkyl.
In einer vorgesehenen Ausführungsform ist R₁ gleich Wasserstoff oder Methyl. Wenn n gleich 1 ist, wird A aus C₂-C₂₀-Alkyl, Hydroxyl-substituiertem C₂-C₂₀-Alkyl, C₃-C₂₀-Cyloalkyl, Hydroxyl-substituiertem C₃-C₂₀-Cycloalkyl, Phenyl, Naphthyl, Aryl(C₁-C₃)-Alkyl, der Gruppe -C(O)Y, worin Y gleich C₂-C₂₀-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy oder Aryl ist, der Gruppe -R-(OR)_m-OH oder -(OR)_m-OH, worin R gleich C₂-C₄-Alkylen ist und m eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist; Acryloxy oder Methacryloxy ausgewählt. Wenn n gleich zwei bis vier ist, wird A aus C₂-C₂₀-Alkylen, Hydroxy-substituiertem C₂-C₂₀-Alkylen, C₃-C₂₀-Cycloalkylen, Phenylen, Naphthylen, Aryl(C₁-C₃)-akylen, den Gruppen -R-(OR)_m- oder -(OR)_m-, worin R und m genau so wie zuvor oben definiert sind, Phthaloyl, Isophthaloyl, Terephthaloyl oder einer Gruppe ausgewählt, die durch die grafische Formel IV dargestellt wird, worin R₂ und R₃ jeweils C₁-C₄-alkyl, Chlor oder Brom sind; p und q sind jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 4;
stellt eine divalente Benzolgruppe oder eine divalente Cyclohexangruppe dar; G ist -O-, -C(O)-, -CH₂- oder -(C₆H₄)-, wenn
die divalente Benzolgruppe ist, oder G ist gleich -O- oder -CH₂-, wenn
die divalente Cyclohenxangruppe ist.
B wird aus C₂-C₂₀-Alkyl, C₃-C₂₀-Cycloalkyl, den nicht substituierten und Hydroxyl-substituierten Arylgruppen, Phenyl und Naphthyl oder Aryl(C₁-C₃)-alkyl ausgewählt.
In einer anderen vorgesehenen Ausführungsform ist R₁ gleich Wasserstoff. Wenn n gleich 1 ist, wird A aus C₂-C₁₀-Alkyl, Phenyl, der Gruppe -R-(OR)_m-OH oder -(OR)_m-OH, worin R gleich C₂-C₄-Alkylen ist, ausgewählt und m ist eine ganze Zahl von 1 bis 20.
Wenn n gleich zwei bis vier ist, wird A aus C₂-C₁₀-Alkylen, Phenylen, der Gruppe -R-(OR)_m- oder -(OR)_m-, worin R und m genau so sind, wie sie hierin zuvor definiert wurden, und Phthaloyl ausgewählt. B wird aus C₂-C₁₀-Alkyl, Phenyl oder Phenyl(C₁-C₃)-alkyl ausgewählt.
Beispiele der Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe in dem Molekül umfassen Ethylenglycolglycidylether, Propylenglycolglycidylether, Glycerinpolyglycidylether, Diglycerinpolyglycidylether, Glycerinpropoxylattriglycidylether, Trimethylolpropantriglycidylether, Sorbitolpolyglycidylether, Butylglycidylether, Phenylglycidylether, Poly(ethylenglycol)diglycidylether, Poly(propylenglycol)diglycidylether, Neopentylglycoldiglycidylether, N,N-Diglycidyl-4-glycidyloxyanilin, Glycidylphthalimid, N,N'-Diglycidyltoluidin, 1,6-Hexandioldiglycidylether, Diglycidyl-1,2-cyclohexandicarboxylat, Bisphenol-A- oder hydriertes Bisphenol-A-propylenoxidaddukt, Diglycidylester der Terephthalsäure, Diglycidyl-1,2,3,6-tetrahydrophthalat, Spiroglycoldiglycidylether, Hyrochinondiglycidylether. Solche Verbindungen können einzeln oder in Kombination als Mischungen verwendet werden.
Weichmacher, die optional vorhanden sein können, sind im Allgemeinen auf dem Gebiet der Herstellung von Plastikmaterialien bekannt. Typischer Weise werden Weichmacher während der Polymerisation oder Verarbeitung in Plastik- oder elastomeres Material zur Erhöhung der Flexibilität, Verarbeitbarkeit oder Dosierfähigkeit eingebracht. Die optionalen Weichmacher umfassen die allgemein bekannten Klassen der Weichmacher, außer den zuvor genannten epoxyhaltigen Verbindungen und den verschiedenen organischen Polyolen, die hiernach beschrieben werden. Beispiele der Klassen von Weichmachern werden in Tabelle 117 von Chemical Names of Plasticizers and their Brand Names, S. 140–188, in Plasticizer Evaluation and Performance von Ibert Mellan, Noyes Development Corporation, 1967; in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Bd. 20, S. 439–458, 1992 und in Modern Plastics Encyclopedia, Mitte November 1998-Ausgabe, Bd. 75, Nummer 12, Seiten C-105 bis C-115, offenbart.
Die verschiedenen Klassen der Weichmacher, die zur Verwendung hierin vorgesehen sind, umfassen Abietate, z. B. Methylabietat; Acetate, z. B. Glycidyltriacetat; Adipate, z. B. Dibutyladipat; Azelate, z. B. Diisoocytylazelat; Benzoate, z. B. Polyethylenglycoldibenzoat; Biphenyle, z. B. Kampfer; Caprylate, z. B. Butandioldicaprylat; Citrate, z. B. Triethylcitrat; Dodecandioate, z. B. Dioctyldodecandioat; Ether, z. B. Dibenzylether; Fumarate, z. B. Diocytylfumarat; Glutarate, z. B. Diisodecylglutarat; Glycolate, z. B. Di(2-ethylhexyl)diglycolat; Isophthalat, z. B. Dimethylisophthalat; Laurate, z. B. Poly(ethylenglycol)monolaurat; Maleate, z. B. Dibutylmaleat; Myristate, z. B. Isopropylmyristat; Oleate, z. B. Methyloleate; Palmitate, z. B. Tetrahydrofurfurylpalmitat; Paraffinderivate, z. B. Paraffinchlomenat; Phosphate, z. B. 2-Ethylhexyldiphenylphosphat; Phthalate, z. B. Dioctylphthalat; Ricinoleate, z. B. Methoxyethylricinoleat; Sebacate, z. B. Diethylsebacat; Stearate, z. B. Methylpentachlorstearat; Sulfonamide, z. B. Toluolsulfonamid; Tartrate, z. B. Butyltartrate; Terephthalate, z. B. Dioctylterephthalat; Trimellitate, z. B. Trioctyltrimellitat und Mischungen von solchen Weichmachern.
Beispiele von organischen Polyolen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen (a) Polyesterpolyole; (b) Polyetherpolyole; (c) amidhaltige Polyole; (d) polyhydrische Polyvinylalkohole und (e) Mischungen aus solchen Polyolen. In einer vorgesehenen Ausführungsform werden die organischen Polyole aus Polyetherpolyolen, Polyesterpolyolen oder Mischungen davon ausgewählt.
Polyesterpolyole sind allgemein bekannt. Sie werden durch konventionelle Techniken unter Verwendung niedermolekulargewichtiger Diole, Triole und polyhydrischer Alkohole, die auf dem Gebiet bekannt sind (optional in Kombination mit monohydrischen Alkoholen), mit Polycarbonsäuren hergestellt. Beispiele von solchen niedermolekulargewichtigen Polyolen umfassen Ethylenglycol, Trimethylolpropan und Pentaerythritol. Beispiele von geeigneten Polycarbonsäuren umfassen: Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, trimellitische Säure, Tetrahydrophthalsäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Fumarsäure und Mischungen davon. Anhydride der oben genannten Säuren können, dort wo sie existieren, auch eingesetzt werden und werden von dem Begriff „Polycarbonsäure" mit umfasst. Wenn ein Triol oder ein polyhydrischer Alkohol verwendet wird, kann eine Monocarbonsäure wie Essigsäure und/oder Benzoesäure bei der Herstellung des Polyesterpolyols verwendet werden, und für einige Zwecke kann ein solches Polyesterpolyol sinnvoll sein.
Zudem werden Polyesterpolyole hierin dahingehend verstanden, Polyesterpolyole mit zu umfassen, die mit Fettsäuren oder Glyceridölen von Fettsäuren (d. h. konventionelle Alkydpolyole, die solch eine Modifikation enthalten) modifiziert sind. Zusätzlich sind auch bestimmte Materialien, die in einer zu Säuren ähnlichen Weise zur Bildung von Polyesterpolyolen reagieren, nützlich. Solche Materialien umfassen Lactone, z. B. Caprolacton, Propiolacton und Butyrolacton und Hydroxysäuren wie Hydroxycapronsäure und Dimethylolpropionsäure. Lactonpolyester werden in dem U.S. Patent 3,169,945 beschrieben. Kommerziell verfügbare Lactonpolyester oder Polycaprolactonpolyole werden unter den Markennamen PLACCEL (Daicell Co. Ltd.) und TONE (Union Carbide) vertrieben. Spezifische Beispiele von Polycaprolactonpolyolen sind Materialien, die durch die Reaktion von ε-Caprolacton und einem Polyol, z. B. Diol oder Triol, erhalten werden.
Polyetherpolyole sind im Allgemeinen bekannt. Beispiele von Polyetherpolyolen umfassen verschiedene Polyoxyalkylenpolyole, polyalkoxylierte Polyole, z. B. Poly(oxytetra methylen)diole und Mischungen davon. Die Polyoxyalkylenpolyole können gemäß den wohl bekannten Verfahren durch die Kondensation von Alkylenoxid oder einer Mischung aus einem Alkylenoxid unter Verwendung einer Säure- oder Base-katalysierten Addition mit einem polyhydrischen Starter oder einer Mischung aus polyhydrischen Startern wie Ethylenglycol, Porpylenglycol, Glycerin, Sorbitol und Ähnlichem hergestellt werden. Illustrative Alkylenoxide umfassen Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Amylenoxid, Aralkylenoxide, z. B. Styroloxid und die halogenierten Alkylenoxide wie Trichlorbutylenoxid und so weiter. Die mehr bevorzugten Alkylenoxide umfassen Propylenoxid und Ethylenoxid oder eine Mischung daraus unter Verwendung einer zufälligen oder schrittweisen Oxyalkylierung. Beispiele solcher Polyoxyalkylenpolyole umfassen Polyoxyethylen, d. h. Polyethylenglycol, Polyoxypropylen, d. h. Polypropylenglycol.
Polyalkoxylierte Polyole können durch die folgende grafische Formel V dargestellt werden,
worin a und b jeweils eine positive Zahl sind, die Summe aus a und b gleich 2 bis 70 ist, R₄ und R₅ jeweils Wasserstoff, Methyl oder Ethyl sind, vorzugsweise Wasserstoff oder Methyl, und D eine divalente Verbindungsgruppe ist, die aus geradkettigem oder verzweigtkettigem Alkylen (üblicher Weise 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthaltend), Phenylen, C₁-C₉-Alkyl substituiertem Phenylen oder einer Gruppe ausgewählt ist, die durch die zuvor genannte grafische Formel IV dargestellt wird. Solche Materialien können durch Verfahren hergestellt werden, die auf dem Gebiet wohl bekannt sind. Ein solches üblicher Weise verwendetes Verfahren involviert die Umsetzung eines Polyols, z. B. 4,4'-Isopropylidendiphenol, mit einer Oxiran-haltigen Substanz, zum Beispiel Ethylenoxid, Propylenoxid, α-Butylenoxid oder β-Butylenoxid, zur Bildung von demjenigen, das üblicher Weise als ein ethoxyliertes, propoxyliertes oder butoxyliertes Polyol mit Hydroxyfunktionalität bezeichnet wird.
Beispiele von Polyolen, die zur Verwendung bei der Herstellung der polyalkoxylierten Polyole nützlich sind, umfassen niedermolekulargewichtige Polyole; Phenylendiole wie Ortho-, Meta- und Paradihydroxybenzol; Alkyl-substituierte Phenylendiole wie 2,6-Dihydroxytoluol, 3-Methylcatechol, 4-Methylcatechol, 2-Hydroxybenzylalkohol, 3-Hydroxybenzylalkohol und 4-Hydroxybenzylalkohol; Dihydroxybiphenyle wie 4,4'-Dihydroxybiphenyl und 2,2'-Dihydroxybiphenyl; Bisphenole wie 4,4'-Isopropylidendiphenol; 4,4'- Oxybisphenol; 4,4'-Dihydroxybenzophenon; 4,4'-Thiobisphenol; Phenolphthalein; Bis(4-hydroxyphenyl)methan; 4,4'-(1,2-Ethandiyl)bisphenol und 4,4'-Sulfonylbisphenol; halogenierte Bisphenole wie 4,4'-Isopropylidenbis(2,6-dibromphenol), 4,4'-Isopropylidenbis(2,6-dichlorphenol) und 4,4'-Isopropylidenbis(2,3,5,6-tetrachlorphenol) und Biscyclohexanole, die durch das Hydrogenieren der korrespondierenden Bisphenole hergestellt werden können, wie 4,4'-Isopropyliden-biscyclohexanol; 4,4'-Oxybiscyclohexanol; 4,4'-Thiobiscyclohexanol und Bis(4-hydroxycyclohexanol)methan.
Die Polyetherpolyole umfassen auch die allgemein bekannten Poly(oxytetramethylen)diole oder Polytetrahydrofurandiole, die durch die Polymerisierung von Tetrahydrofuran in der Gegenwart von Lewis-Säure-Katalysatoren wie Bortrifluorid, Zinn(IV)chlorid und Sulfonylchlorid hergestellt werden.
In einer vorgesehenen Ausführungsform werden die Polyetherpolyole aus der Gruppe der Polyoxyalkylenpolyole, polyalkoxylierten Polyole, der Poly(oxytetramethylen)diolen oder Mischungen davon, ausgewählt.
Amidhaltige Polyole sind allgemein bekannt und werden typischer Weise durch die Umsetzung von Disäuren oder Lactonen und niedermolekulargewichtigen Polyolen, z. B. aliphatischen Diolen, Triolen, etc. mit Diaminen oder Aminoalkoholen hergestellt, wie es hiernach beschrieben wird. Zum Beispiel können amidhaltige Polyole durch die Umsetzung von Neopentylglycol, Adipinsäure und Hexamethylendiamin hergestellt werden. Die amidhaltigen Polyole können auch durch Aminolyse durch die Reaktion von zum Beispiel Carboxylaten, Carbonsäuren oder Lactonen mit Aminoalkoholen hergestellt werden. Beispiele von geeigneten Diaminen und Aminoalkoholen umfassen Hexamethylendiamine, Ethylendiamine, Phenylendiamin, Monoethanolamin, Diethanolamin, Isophorondiamin und Ähnliche.
Polyhydrische Polyvinylalkohole sind allgemein bekannt und können zum Beispiel durch die Polymerisation von Vinylacetat in der Gegenwart von geeigneten Startern, gefolgt durch die Hydrolyse von wenigstens einem Teil der Acetatgruppen hergestellt werden. Bei dem Hydrolyseverfahren werden Hydroxylgruppen gebildet, die direkt an das Polymergrundgerüst gebunden sind. Zusätzlich zu Homopolymeren können Copolymere aus Vinylacetat und Monomeren wie Vinylchlorid hergestellt und in ähnlicher Weise hydrolisiert werden, um Polyhydroxypolyvinylalkohol-Polyvinylchloridcopolymere herzustellen.
Die Menge von dem die Kinetik verbessernden Additiv, die in der photochromen Zusammensetzung verwendet wird, ist unter der Voraussetzung nicht kritisch, dass es eine die photochrome Leistungsfähigkeit verbessernde Menge ist. Solch eine Menge kann im Bereich von 0,1 bis 99,9 Gewichtsprozent der photochromen Zusammensetzung liegen. In einer vorgesehenen Ausführungsform liegt die Menge des die Kinetik verbessernden Additivs im Bereich von 1 bis 75 Gewichtsprozent der photochromen Zusammensetzung. In einer anderen vorgesehenen Ausführungsform liegt die Menge des die Kinetik verbessernden Additivs im Bereich von 2 bis 50 Gewichtsprozent. In einer noch weiteren vorgesehenen Ausführungsform liegt die Menge der die Kinetik verbessernden Additivs im Bereich von 3 bis 30 Gewichtsprozent. Die Menge des die Kinetik verbessernden Additivs, das verwendet wird, kann im Bereich zwischen jeglicher Kombination dieser Werte, einschließlich der rezitierten Bereiche, z. B. bei 0,15 bis 99,85 Gewichtsprozent, unter der Voraussetzung liegen, dass die verwendete Menge eine die photochrome Leistungsfähigkeit verbessernde Menge ist.
Die Verbesserung in der photochromen Leistungsfähigkeit, die aus der Zugabe des die Kinetik verbessernden Additivs zu der photochromen Zusammensetzung resultiert, ergibt sich aus einer höheren Bewertung in dem Photochromen Leistungstest gegenüber einer Zusammensetzung ohne das die Kinetik verbessernde Additiv. Die prozentuale Verbesserung kann durch das Abziehen der Wertung der Zusammensetzung ohne das die Kinetik verbessernde Additiv von der Bewertung der Zusammensetzung mit dem die Kinetik verbessernden Additiv berechnet werden, wobei das Ergebnis durch die Wertung der Zusammensetzung ohne das kinetisch verbessernde Additiv geteilt und mit 100 multipliziert wird. Je höher die prozentuale Verbesserung, desto größer ist die Wirkung des die Kinetik verbessernden Additivs und desto wünschenswerter ist das Ergebnis. Zum Beispiel sind prozentuale Verbesserungen von 10, 15, 20, 30, 50, 90, 100, 200, 500, 1000, 1500 und mehr wünschenswert als prozentuale Veränderungen von 1 bis weniger als 10.
Die photochromen Verbindungen, die in der photochromen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können allein oder in Kombination mit einer oder mehreren geeigneten komplementären, organischen, photochromen Verbindungen verwendet werden, d. h., organischen, photochromen Verbindungen mit wenigstens einem aktivierten Absorptionsmaximum in dem Bereich von 400 bis 700 Nanometern und die sich verfärben, wenn sie zu einer geeigneten Schattierung aktiviert werden.
Die komplementären, organischen, photochromen Verbindungen können polymerisierbare, photochrome Verbindungen umfassen, wie diejenigen, die in den U.S. Patenten 4,719,296; 5,166,345; 5,236,958; 5,252,742; 5,359,085 und 5,488,119 offenbart werden. Weitere Beispiele von komplementären, organischen, photochromen Verbindungen umfassen Naphthopyrane, z. B. Naphtho[1,2-b]pyrane und Naphtho[2,1-b]pyrane, Chinopyrane, Indenonaphthopyrane, Oxazine z. B. Benzoxazine, Naphthoxazine und Spiro(indolin)pyridobenzoxazine, Phenanthropyrane, z. B. sub stituierte 2H-phenanthro[4,3-b]pyran- und 3H-Phenanthro[1,2-b]pyran-Verbindungen, Benzopyrane, z. B. Benzopyranverbindungen mit Substituenten an der 2-Position des Pyranringes und Mischungen von solchen photochromen Verbindungen. Solche photochromen Verbindungen werden in den U.S. Patenten 3,562,172; 3,567,605; 3,578,602; 4,215,010; 4,342,668; 4,818,096; 4,826,977; 4,880,667; 4,931,219; 5,066,818; 5,238,981; 5,274,132; 5,384,077; 5,405,958; 5,429,774; 5,458,814; 5,466,398; 5,514,817; 5,552,090; 5,552,081; 5,565,147; 5,573,712; 5,578,252; 5,637,262; 5,645,767; 5,656,206; 5,658,500; 5,658,501; 5,674,432 und 5,698,141 beschrieben. Spiro(indolin)pyrane werden auch in dem Text Techniques in Chemistry, Band III, „Photochromism", Kapitel 3, Glenn H. Brown, Editor, John Wiley and Sons, Inc., New York, 1971 beschrieben.
Andere komplementäre, photochrome Substanzen, die vorgesehen sind, sind Metalldithiozonate, z. B. Quecksilberdithiozonate, die zum Beispiel in dem U.S. Patent 3,361,706 beschrieben werden; und Fulgide und Fulgimide, z. B. die 3-Furyl- und 3-Thienylfulgide und Fulgimide, die in dem U.S. Patent 4,931,220 in Spalte 20, Zeile 5 bis Spalte 21, Zeile 38 beschrieben werden.
Die photochromen Gegenstände der vorliegenden Erfindung können bei Bedarf eine photochrome Verbindung oder eine Mischung aus photochromen Verbindungen enthalten.
Jede der photochromen Substanzen, die hierin beschrieben werden, kann in Mengen (oder in einem Verhältnis) verwendet werden, so dass ein polymeres Substrat, mit dem die photochrome Zusammensetzung assoziiert ist, eine gewünschte resultierende Farbe aufzeigt, z. B. eine im Wesentlichen neutrale Farbe, wenn es mit ungefiltertem Sonnenlicht aktiviert wird, d. h. eine bei den gegebenen Farben der aktivierten photochromen Verbindungen so neutral wie möglich Farbe. Neutral graue und neutral braune Farben sind bevorzugt. Eine weitere Diskussion neutraler Farben und der Wege zur Beschreibung von Farben sind in dem U.S. Patent 5,645,767, Spalte 12, Zeile 66 bis Spalte 13, Zeile 19, zu finden.
Die Menge der photochromen Verbindungen zur Verwendung in der photochromen Zusammensetzung, die in ein polymeres, organisches Wirtsmaterial eingebracht wird, ist unter der Voraussetzung nicht kritisch, dass eine ausreichende Menge verwendet wird, um eine photochrome Wirkung herzustellen, die mit dem bloßen Auge bei der Aktivierung erkennbar ist. Im Allgemeinen kann solch eine Menge als eine photochrome Menge beschrieben werden. Die jeweilig verwendete Menge hängt oft von der Intensität der gewünschten Farbe bei der Bestrahlung dieser und von dem Verfahren ab, das verwendet wurde, um die photochrome Verbindung einzubringen. Typischer Weise ist die Farbintensität bis zu einem bestimmten Grenzwert umso höher, je mehr photochrome Verbindung eingebracht wird.
Die relativen Mengen der zuvor genannten photochromen Verbindungen, die hierin verwendet werden, werden variieren und teilweise von den relativen Intensitäten der Farbe der aktivierten Spezies solcher Verbindungen, der letztendlich gewünschten Farbe und dem Verfahren der Anwendung der photochromen Zusammensetzung auf das polymere Substrat abhängen. In einem typischen kommerziellen Imbibierungsverfahren kann die Menge der gesamten photochromen Verbindung, die in ein aufnehmendes polymeres Substrat eingebracht wird, im Bereich von ungefähr 0,05 bis ungefähr 2,0, z. B. bei 0,2 bis ungefähr 1,0 Milligramm pro Quadratzentimeter der Oberfläche, in die die photochrome Verbindung eingebracht oder aufgebracht wird, liegen.
Die Menge der photochromen Verbindung, die in die photochrome Zusammensetzung eingebracht wird, kann im Bereich von 0,1 bis 99,9 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der Zusammensetzung liegen. In einer Serie von vorgesehenen Ausführungsformen, in denen die photochrome Zusammensetzung eine Kombination aus einem kinetisch verbessernden Additiv und einer photochromen Verbindung ist, liegt die Menge der photochromen Verbindung im Bereich von 25 bis 99 Gewichtsprozent, 50 bis 98 Gewichtsprozent oder 70 bis 97 Gewichtsprozent. Die Menge der in der photochromen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendeten photochromen Verbindungen kann im Bereich zwischen jeglicher Kombination dieser Werte einschließlich der rezitierten Bereiche, z. B. 0,15 bis 99,85 Gewichtsprozent, liegen.
In einer anderen Serie von vorgesehenen Ausführungsformen, in denen drei oder mehr Komponenten in der photochromen Zusammensetzung vorliegen, ist die Menge der photochromen Zusammensetzung zu der Menge des die Kinetik verbessernden Additivs gleich, z. B. 5 Gewichtsprozent von jedem; beträgt weniger als die Menge des die Kinetik verbessernden Additivs, z. B. 4 Gewichtsprozent photochrome Verbindung und 16 Gewichtsprozent des die Kinetik verbessnden Additivs; oder beträgt mehr als die Menge des die Kinetik verbessernden Additivs, z. B. 40 Gewichtsprozent der photochromen Verbindung und 10 Gewichtsprozent des die Kinetik verbessernden Additivs. Die Summe von allen Komponenten der photochromen Zusammensetzung beträgt 100 Prozent.
Der optionale Träger der vorliegenden Erfindung kann ein Lösungsmittel sein, z. B. ein wässriges Lösungsmittel, organisches Lösungsmittel oder eine Mischung solcher Lösungsmittel, ein polymeres Harz oder eine Mischung aus Lösungsmitteln und polymerem Harz. Beispiele von lösungsmittelhaltigen Trägern umfassen Wasser, Benzol, Toluol, Methylethylketon, Aceton, Ethanol, Tetrahydrofurfurylalkohol, n-Methylpyrrolidon, 2-Ethoxyethylether, 2-Methoxyethylether, Xylol, Cyclohexan, 3-Methylcyclohexanon, Ethylacetat, Tetrahydrofuran, Methanol, Methylpropionat, Ethylenglycol, Acetonitril, Butanol, Methylisobutylketon, Methylchloroform, Isopropanol und Mischungen aus solchen Lösungsmitteln. Beispiele von polymeren Harzen umfassen Hydroxy(C₁-C₃)alkylzellulosen, Poly(vinylpyrrolidon) (PVP); Mischungen aus 5 bis 50 Anteilen Hydroxy(C₁-C₃)alkylzellulosen und 95 bis 50 Anteilen PVP, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral, Copolymere aus Vinylchlorid und Vinylacetat, Copolymere aus Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Polyvinylpropionat, Zelluloseacetatbutyrat und Mischungen aus solchen polymeren Harzen.
Wenn der Träger ein Lösungsmittel ist, kann die photochrome Zusammensetzung auf die Oberfläche des polymeren Substrats unter Verwendung eines Einzelschritt-Imbibierungsverfahrens oder eines Mehrschritt-Imbibierungsverfahrens abgesetzt werden, das hoch siedende Flüssigkeiten und die Anwendung von Ultraschallenergie umfassen kann, wie es in dem U.S. Patent 5,789,015 beschrieben wird. Die photochrome Zusammensetzung kann auf ein kurzfristiges Trägermaterial wie ein Papierblatt aufgetragen werden, das direkt auf das polymere Substrat platziert wird, wie es in dem U.S. Patent 4,286,957 beschrieben wird. Die photochrome Zusammensetzung kann ein nicht polares Lösungsmittel verwenden, das in einem Zweischichttauchbad verwendet wird, wie es in dem U.S. Patent 5,975,696 beschrieben wird; oder die photochrome Zusammensetzung kann in einem anderen Verfahren verwendet werden, das auf dem Gebiet zum Übertragen von photochromen Zusammensetzungen in polymere Substrat bekannt ist.
Wenn das Trägermittel in der photochromen Zusammensetzung ein polymeres Harz umfasst, dient das Harz im Wesentlichen als ein Film-bildendes Bindemittel für die anderen Komponenten der Zusammensetzung. Die Affinität zwischen dem Trägermittel und den anderen Komponenten, d. h. die Löslichkeit der photochromen Verbindungen und des die Kinetik verbessernden Additivs in dem Träger, sollte ausreichend sein, um eine homogene Lösung zu bilden und die leichte Entfernung oder den Transfer dieser Verbindungen von dem Harzfilm bei den zuvor genannten Konzentrationen zu ermöglichen. Auch sollte das polymere Harz nicht stark an das polymere Substrat haften, auf das es aufgetragen wird, so dass es leicht von der Oberfläche des Substrats ohne das Zurücklassen von Flecken an der Oberfläche, entfernt werden kann.
Hilfsmaterialien können auch in die photochrome Zusammensetzung eingebracht werden. Zum Beispiel können ultraviolettes Licht absorbierende Mittel und/oder Stabilisatoren in der photochromen Zusammensetzung mit umfasst sein, um die Ermüdungswiderstandsfähigkeit der photochromen Substanzen zu verbessern. Hilfsmittel wie gehinderte Aminlichtstabilisatoren (HALS), Antioxidanzien, z. B. poly phenolische Antioxidanzien, ultraviolettes Licht absorbierende Mittel wie asymmetrische Diaryloxalamid(Oxanilid)-Verbindungen und Singulet-Sauerstoffquencher, z. B. ein Nickelionenkomplex mit einem organischen Liganden oder Mischungen von solchen Substanzen sind auch vorgesehen. Sie können allein, in Kombination oder in Kombination mit den zusätzlichen konventionellen Inhaltsstoffen verwendet werden, die hiernach beschrieben werden. Solche Stabilisatoren werden in den U.S. Patenten 4,720,356, 5,391,327 und 5,770,115 beschrieben.
Die photochromen Zusammensetzungen, die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können zusätzlich weitere konventionelle Inhaltsstoffe umfassen, die gewünschte physikalische Eigenschaften auf die Zusammensetzung oder die resultierende Schicht vermitteln; die in dem Verfahren notwendig sind, das verwendet wird, um die photochrome Zusammensetzung auf das Substrat aufzutragen; und/oder die die Schicht verstärken, die daraus hergestellt wird. Solche zusätzlichen Inhaltsstoffe umfassen die Rheologie steuernde Mittel, z. B. Siliziumdioxid und Ausgleichsmittel, z. B. Tenside.
Die photochrome Zusammensetzung, d. h., die photochrome Verbindung(en), das die Kinetik verbessernde Additiv und die optionalen Inhaltsstoffe können durch jegliche konventionelle Technik hergestellt werden. Zum Beispiel können die einzelnen Komponenten vermischt und sofort verwendet werden oder sie können in geeigneten Lösungsmitteln vor dem miteinander Verbinden aufgelöst werden, oder jede der Komponenten kann nacheinander aufgelöst oder in ein geeignetes Trägermittel eingebracht werden, falls notwendig, unter Erwärmen.
Die photochrome Zusammensetzung wird auf wenigstens eine prinzipielle Oberfläche aufgetragen, d. h. eine flache oder gebogene Oberfläche, die nicht die Seite ist, die der Dicke der imbibierungsaufnehmenden Oberfläche des polymeren Wirts entspricht, durch Techniken, die auf dem Gebiet bekannt sind, die geeignet sind, um eine sprenkelfreie Beschichtung oder einen Film einheitlicher Dicke zu bilden. In einer vorgesehenen Ausführungsform wird die Zusammensetzung in einer solchen Weise aufgetragen, dass der resultierende Film im Wesentlichen trocken ist, so bald er gebildet wird, d. h., das leicht verdampfbare Lösungsmittel wird im Wesentlichen verdampft, während die Zusammensetzung auf die aufnehmende Oberfläche des Plastikwirts aufgetragen wird, wodurch ein im Wesentlichen trockener Film zurückgelassen wird. Anwendungstechniken, die eingesetzt werden können, umfassen das Aufsprühen, Aufpinseln, Vorhangbeschichten, Schleuderbeschichten, Tauchbeschichten und die Verwendung eines Ausziehmessers oder eines Drahtstabes.
Vor dem Auftragen der photochromen Zusammensetzung auf das polymere Wirtmaterial wird die Oberfläche des Polymers, auf das die Zusammensetzung aufgetragen werden soll, vorzugsweise gereinigt. Das Reinigen kann durch Waschen der Oberfläche mit einem wässrigen Medium, z. B. Seifenwasser, zur Entfernung von Staub und Dreck, das Waschen der Oberfläche mit einem organischen Lösungsmittel wie Methylethylketon zur Entfernung jeglichen organischen Films, der auf der Oberfläche vorhanden ist und/oder das Eliminieren statischer Ladungen, die auf der Oberfläche des Plastikmaterials vorhanden sind, erreicht werden. Das Eliminieren der statischen Elektrizität kann durch kommerziell verfügbares Zubehör erreicht werden, das die Luft oberhalb der Oberfläche ionisiert, wodurch ein leitender Pfad hergestellt wird, der es der statischen Ladung erlaubt, abzulaufen oder anderweitig neutralisiert zu werden.
Die Oberfläche des Plastikmaterials, auf das die photochrome Zusammensetzung aufgetragen wird, sollte für die Imbibierung der photochromen Verbindung(en) und des die Kinetik verbessernden Additivs während des Erwärmungsschrittes empfänglich sein. Wenn die Rezeptoroberfläche der Imbibierung nicht zugänglich ist, kann sie behandelt werden, um eine verbesserte Diffusion der photochromen Zusammensetzung in die untere Oberfläche des polymeren Wirtsmaterials zu ermöglichen, z. B., durch physikalisches oder chemisches Ätzen der Oberfläche. Eine aufnehmende Oberfläche kann üblicher Weise durch das leichte Minderhärten des Polymers während seiner Herstellung erreicht werden. Solche Techniken sind auf dem Gebiet der Polymerisation üblich.
Nach der Anwendung der photochromen Zusammensetzung auf die Oberfläche(en) des polymeren organischen Wirtsmaterials wird dem im Wesentlichen trockenen Film oder der Beschichtung erlaubt, vollständig zu trocknen. Das Trocknen kann bequem an Luft bei Raumtemperatur durchgeführt werden; aber andere Trocknungsbedingungen, die eine Kristallisation der photochromen Verbindung innerhalb des Harzfilms oder der Beschichtung vermeidet, können auch verwendet werden, wenn es der Situation entspricht. Danach wird der beschichtete polymere Gegenstand im Wesentlichen einheitlich auf Temperaturen unterhalb der Siedetemperatur der verwendeten photochromen Verbindung erwärmt. Das Erwärmen kann durch jegliche konventionelle Technik durchgeführt werden, die in einem im Wesentlichen einheitlichen Erwärmen des beschichteten polymeren Wirtsmaterials resultiert. In einer vorgesehenen Ausführungsform wird das Erwärmen in einem konventionellen Heißluft-Umluftofen durchgeführt, der ein einheitliches Erwärmen erlaubt und somit eine konstante Antriebskraft zur Übertragung der photochromen Verbindung und des die Kinetik verbessernden Additivs in das polymere Wirtsmaterial. Das Erwärmen kann auch in einem Vakuum oder unter Verwendung einer inerten, z. B. Stickstoffatmosphäre durchgeführt werden.
Die Temperaturen, auf die der beschichtete polymere Gegenstand erwärmt wird, werden variieren und von dem Siedepunkt und dem Dampfdruck der jeweiligen photochromen Verbindung und dem die Kinetik verbessernden Additiv, das verwendet wird, sowie von der Erweichungstemperatur des synthetischen polymeren Gegenstandes abhängen. Solche Temperaturen sollten vorzugsweise in der Nähe, aber unterhalb des Siedepunktes der photochromen Verbindung und des die Kinetik verbessernden Additivs und unterhalb der Erweichungstemperatur des synthetischen polymeren Gegenstandes liegen. Zudem sollten solche Temperaturen, d. h., photochrome Übertragungs- oder Einbringungstemperaturen, derart sein, dass sie die Zersetzung (Pyrolyse) der photochromen Verbindung sowie des die Kinetik verbessernden Additivs vermeiden. Somit sind die gewählten Übertragungstemperaturen ausreichend, um den Dampfdruck der photochromen Verbindung und des die Kinetik verbessernden Additivs adäquat zu erhöhen, um deren Transfer in das polymere Wirtsmaterial ohne signifikante Zersetzung der Verbindungen und das Erweichen des polymeren Wirtsmaterials zu ermöglichen.
Da die Siedepunkte und die Dampfdrücke des die Kinetik verbessernden Additivs und der photochromen Verbindungen, z. B. Chromen-artige photochrome Verbindungen, abhängig von der Natur der Verbindung und deren Substituenten variieren werden, kann ein Temperaturbereich, der auf alle photochromen Zusammensetzungen anzuwenden ist, nicht beschrieben werden. Jedoch kann ein Fachmann auf dem Gebiet bei den oben genannten gegebenen Voraussetzungen leicht eine geeignete Temperatur zum Erwärmen des beschichteten polymeren Gegenstandes bestimmen. Übertragungstemperaturen zwischen 5°C und 50°C geringer als die Siedetemperatur der photochromen Verbindungen und des die Kinetik verbessernden Additivs sind vorgesehen, außer dort, wo eine signifikante Zersetzung der Verbindungen bei solchen Temperaturen zustande kommt. Im Allgemeinen liegen auf dem Gebiet der Imbibierung die im Zusammenhang mit organischen photochromen Verbindungen und polymeren Linsen verwendeten Temperaturen zwischen 100°C und 160°C. In einer vorgesehenen Ausführungsform wird eine Übertragungstemperatur zwischen 5 und 10°C geringer als die Siedetemperatur der photochromen Verbindung und der anderen übertragbaren Komponenten verwendet.
Der beschichtete polymere Gegenstand wird bei den oben beschriebenen Übertragungstemperaturen für einen Zeitraum gehalten, der ausreicht, um es einem wesentlichen Anteil, d. h. eine photochromen Menge, der photochromen Verbindung und einer die photochrome Leistungsfähigkeit verbessernde Menge des die Kinetik verbessernden Additivs zu gestatten, in den Plastikgegenstand zu diffundieren und unter die Oberfläche einzudringen. Typischer Weise beträgt die Heizdauer in kommerziellen Imbibierungsverfahren 1 Stunde bis 12 Stunden, üblicher Weise zwischen 4 und 9 Stunden bei den Übertragungstemperaturen.
Der Mechanismus, durch den die photochrome Verbindung und das die Kinetik verbessernde Additiv von dem Harzfilm oder der Beschichtung, die auf der Oberfläche der polymeren Wirtszelle haftet, in das polymere Wirtsmaterial übertragen wird, wurde bis jetzt nicht mit Sicherheit etabliert. Es wird postuliert, dass thermische Diffusion, Supplimation und Kondensation oder eine Kombination der zuvor genannten Mechanismen die Übertragung bewirkt. Was immer auch der spezifische Mechanismus (Mechanismen) ist/sind), die photochrome Verbindung und das die Kinetik verbessernde Additiv dringen in das polymere Substrat ein, üblicher Weise in die Regionen unter der Oberfläche davon und werden in das polymere Wirtsmaterial eingebracht. In dieser Weise werden eine photochrome Menge der photochromen Substanz und eine die photochrome Leistungsfähigkeit verbessernde Menge des die Kinetik verbessernden Additivs in und durch die planare Oberfläche des Plastikwirtsmaterials übertragen.
Nach der Übertragung der photochromen Verbindung und des die Kinetik verbessernden Additivs in den polymeren Gegenstand wird das beschichtete Polymer abkühlen gelassen, z. B. auf Raumtemperatur, und anschließend wird der verbleibende Harzfilm, dessen Konzentration an den photochromen Verbindungen und dem die Kinetik verbessernden Additiv verringert ist, von der Oberfläche des polymeren Wirtsmaterials entfernt. Das Entfernen des Film, dessen Menge an der photochromen Verbindung und des die Kinetik verbessernden Additivs reduziert wurde, kann durch jegliche geeignete Technik durchgeführt werden; vorzugsweise eine Technik, die die optische Qualität der Oberfläche des Plastikmaterials nicht beeinträchtigt. In einfacher Weise wird der ausgelaugte Film von dem polymeren Substrat durch das in Kontaktbringen des Films mit einem geeigneten Lösungsmittel wie seifenhaltigem Wasser oder organischen Lösungsmitteln wie Trichlorethylen, Methylethylketon, Methylisobutylketon, einer Methylethylketon-Toluolmischung oder anderen Lösungsmitteln wie: Aceton, Ethylendichlorid, Chloroform und Chlorbenzolen abgestreift. Das gleiche Lösungsmittel, das zur Herstellung der photochromen Zusammensetzung verwendet wurde, kann zum Entfernen des verbleibenden Harzfilms verwendet werden.
Ein geeignetes Verfahren zum in Kontaktbringen des Films oder der Beschichtung mit einem organischen Lösungsmittel ist eine dampfentfettende Einheit, worin das beschichtete Substrat den Dämpfen des ausgewählten Lösungsmittels (der Lösungsmittel) ausgesetzt wird, das darauf kondensiert und von der Oberfläche des polymeren Materials abläuft, wodurch der Harzfilm, der in der Menge der photochromen Verbindungen und des die Kinetik verbessernden Additivs verringert ist, von der Oberfläche abgewaschen wird. Alternativ dazu kann der Harzfilm oder die Beschichtung durch das Eintauchen des polymeren Substrats in ein Bad des Lösungsmittels, das Aufsprühen des Lösungsmittels auf das beschichtete Substrat oder das physikalische Abstreifen des Films oder der Beschichtung von dem Substrat entfernt werden. Nachdem der an photochromen Inhaltsstoffen und dem kinetisch verbessernden Additiv verringerte oder verbrauchte Film oder die Beschichtung von der Oberfläche des polymeren Gegenstandes entfernt wurde, kann die Oberfläche mit Wasser, Lösungsmittel oder einem geeigneten wässrigen Medium wie zum Beispiel Wasser oder Detergenzlösungen gewaschen und getrocknet werden. Falls erwünscht, kann der polymere Gegenstand mit konventionellen dispergierten und löslichen Farbstoffen eingefärbt werden, die zur Färbung von organischen Plastikmaterialen verwendet werden, unter Verwendung von Techniken, die auf dem Gebiet wohl bekannt sind, wie z. B. ein konventionelles Farbstoffbad. Danach wird der gefärbte polymere Gegenstand gewaschen, z. B. mit Seifenwasser, und getrocknet. Das Einfärben des polymeren Gegenstandes kann direkt nach dem Entfernen des verbrauchten Harzfilms oder der Beschichtung und vor dem Reinigen der Oberfläche erfolgen. Alternativ dazu kann das Einfärben durchgeführt werden, bevor die photochrome Zusammensetzung aufgetragen wird.
Das polymere Wirtsmaterial wird üblicher Weise transparent sein, kann aber auch durchsichtig oder sogar undurchsichtig sein. Das Wirtsmaterial muss nur für den Teil des elektromagnetischen Spektrums durchlässig sein, der die photochrome Substanz aktiviert, d. h., die Wellenlänge des ultravioletten (UV-)Lichts, die die offene oder gefärbte Form der Substanz produziert, und den Teil des sichtbaren Spektrums, der die Absorbtions-maximale Wellenlänge der Substanz in ihrer UV-aktivierten Form, d. h., die offene Form, umfasst.
In einer vorgesehenen Ausführungsform ist die Farbe des Wirtsmaterials derart, dass es die Farbe der aktivierten Form der photochromen Verbindung nicht maskiert, d. h., so dass die Farbänderung für den Beobachter leicht zu erkennen ist. In einer anderen vorgesehenen Ausführungsform ist das polymere organische Wirtsmaterial ein festes, transparentes oder optisch klares Material, z. B. Materialien, die für optische Anwendungen wie plangeschliffene, ophthalmische und Kontaktlinsen, Fenster, durchsichtige Materialien für Automobile, z. B. Windschutzscheiben, Flugzeugscheiben, Plastikplatten, polymere Filme, etc. geeignet sind.
Ein polymeres, organisches Wirtsmaterial, das mit der photochromen Imbibierungszusammensetzung verwendet werden kann, die hierin beschrieben wird, ist ein nicht elastomeres Poly(harnstoffurethan). Ein nicht elastomeres Poly(harnstoffurethan) wird hierin als das Reaktionsprodukt von Reaktanden definiert, die (a) wenigstens ein Polyol, z. B. Diol; (b) wenigstens ein Polyisocyanat mit wenigstens zwei Isocyanatgruppen; (c) wenigstens ein Polyamin mit wenigstens zwei Aminogruppen, wobei jede Aminogruppe unabhängig voneinander aus primären Amino und sekundärem Amino ausgewählt ist; und optional (d) wenigstens ein Polyol mit wenigstens drei Hydroxylgruppen umfassen.
In einer vorgesehenen Ausführungsform ist die Anzahl der Isocyanatgruppen der Isocyanatreaktanden größer als die Anzahl der Hydroxylgruppen des Polyolreaktanden.
Die Zubereitung von Poly(harnstoffurethan) wird in der U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/499,054, angemeldet am 04. Februar 2000, und in den U.S. Patenten Nr. 3,866,242; 5,811,506; 5,962,617 und 5,962,619 beschrieben.
Beispiele von zusätzlichen polymeren organischen Wirtsmaterialien, die mit der photochromen Zusammensetzung, die hierin beschrieben wird, verwendet werden können, umfassen: Polymere, d. h., Homopolymere und Copolymere aus Polyol(allylcarbonat)monomeren, z. B., Diethylenglycolbis(allylcarbonat)monomere, polyfunktionelle Acrylatmonomere, polyfunktionelle Methacrylatmonomere, Diethylenglycoldimethacrylatmonomere, Diisopropenylbenzolmonomere, ethoxylierte Bisphenol A-dimethacrylatmonomere, Ethylenglycolbismethacrylatmonomere, Poly(ethylenglycol)bismethacrylatmonomere, ethoxylierte Phenolbismethacrylatmonomere, alkoxylierte Polyhydroxyalkoholacrylatmonomere wie ethoxylierte Trimethylolpropantriacrylatmonomere, Diallylidenpentaerythritolmonomere, Urethanacrylatmonomere, wie solche, die in dem U.S. Patent 5,373,033 beschrieben werden, und Vinylbenzolmonomere, wie solche, die in dem U.S. Patent 5,475,074 beschrieben werden, und Styrol; Polymere, d. h. Homopolymere und Copolymere, mono- oder polyfunktionelle, z. B. di- oder multifunktionelle Acrylat- und/oder Methacrylatmonomere, Poly(C₁-C₁₂-alkylmethacrylate) wie Poly(methylmethacrylat), Poly(oxyalkylen)dimethacrylat, Poly(alkoxylierte Phenolmethacrylate), Zelluloseacetat, Zellulosetriacetat, Zelluloseacetatpropionat, Zelluloseacetatbutyrat, Poly(vinylacetat), Poly(vinylalkohol), Poly(vinylchlorid), Poly(vinylidenchlorid), Polyurethane, Polythiourethane, thermoplastische Polycarbonate, Polyester, Poly(ethylenterephthalat), Polystyrol, Poly(alphamethylstyrol), Copoly(styrol-methylmeth acrylat), Copoly(styrol-acrylnitril), Polyvinylbutyral und Polymere, d. h. Homopolymere und Copolymere aus Diallylidenpentaerythritol, insbesondere Copolymere mit Polyol(allylcarbonat)monomeren, z. B. Diethylenglycolbis(allylcarbonat) und Acrylatmonomere, z. B. Ethylacrylat, Butylacrylat. Weitere Beispiele von polymeren, organischen Wirtsmaterialien werden in dem U.S. Patent 5,753,146 in Spalte 8, Zeile 62 bis Spalte 10, Zeile 34, beschrieben.
Transparente Copolymere und Mischungen aus transparenten Polymeren sind auch als Wirtsmaterialien geeignet. In einer vorgesehenen Ausführungsform ist das Wirtsmaterial oder Substrat für die photochrome Zusammensetzung ein optional klares polymerisiertes, organisches Material, das aus einem thermoplastischen Polycarbonatharz hergestellt wird, wie aus einem Carbonat-gebundenen Harz, das aus Bisphenol A und Phosgen abgeleitet ist, das unter dem Markennamen LEXAN vertrieben wird; ein Polyester, wie das Material, das unter dem Markennamen MYLAR vertrieben wird; ein Poly(methylmethacrylat), wie das Material, das unter dem Markennamen PLEXIGLAS vertrieben wird; Polymerisate aus einem Polyol(allylcarbonat)monomer, insbesondere Diethylenglycolbis(allylcarbonat), dessen Monomer unter dem Markennamen CR-39 vertrieben wird, und Polymerisate von Copolymeren aus einem Polyol(allylcarbonat), z. B. Diethylenglycolbis(allylcarbonat), mit anderen copolymerisierbaren monomeren Materialien, wie Copolymere mit Vinylacetat, z. B., Copolymere aus 80–90 Prozent Diethylenglycolbis(allylcarbonat) und 10–20 Prozent Vinylacetat, insbesondere 80–85 Prozent des Bis(allylcarbonat)s und 15–20 Prozent Vinylacetat, und Copolymere mit einem Polyurethan mit terminaler Diacrylatfunktionalität, wie es in den U.S. Patenten 4,360,653 und 4,994,208 beschrieben wird; und Copolymere mit aliphatischen Urethanen, deren terminaler Anteil eine Allyl- oder Acrylal-funktionelle Gruppen enthält, wie es in dem U.S. Patent 5,200,483 beschrieben wird; Poly(vinylacetat), Polyvinylbutyral, Polyurethan, Polymere aus Diethylenglycoldimethacrylatmonomere, Diisopropenylbenzolmonomere, ethoxylierte Bisphenol A-dimethacrylatmonomere, Ethylenglycolbismethacrylatmonomere, Poly(ethylenglycol)bismethacrylatmonomere, ethoxylierte Phenolbismethacrylatmonomere und ethoxylierte Trimethylolpropantriacrylatmonomere; Zelluloseacetat, Zellulosepropionat, Zellulosebutyrat, Zelluloseacetatbutyrat, Polystyrol und Copolymere aus Styrol mit Methylmethacrylat, Vinylacetat und Acrylnitril.
Insbesondere vorgesehen ist die Verwendung der photochromen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung mit optischen organischen Harzmonomeren, die verwendet werden, um optisch klare polymere Beschichtungen und Polymerisate zu bilden, d. h. Materialien, die für optische Anwendungen geeignet sind, wie Linsen zur Verwendung in einer Brille, z. B. plangeschliffen oder ophthalmische Brillenlinsen oder zur Verwendung als Kontaktlinsen. Optionale klare Polymerisate können auch einen Brechungsindex aufweisen, der im Bereich zwischen ungefähr 1,35 bis ungefähr 1,75 liegen kann, z. B. von ungefähr 1,495 bis ungefähr 1,66.
Andere Beispiele von polymeren organischen Wirtsmaterialien sind thermoplastische oder thermisch härtende Beschichtungen, die in dem Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ausgabe, Band 6, Seiten 669 bis 760 beschrieben werden.
In einer vorgesehenen Ausführungsform werden thermisch härtende Beschichtungen verwendet. Die polymere Beschichtung, die auf die Oberfläche des Substrats aufgetragen wird und mit der photochromen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung imbibiert wird, kann eine Beschichtung sein, die nach dem Härten eine polymere Schicht bildet, die aus Polyurethanen, Aminoplastharzen, Poly(meth)acrylaten, z. B. Polyacrylaten und Polymethacrylaten, Polyanhydriden, Polyacrylamiden oder Epoxyharzen, z. B. Polysäure-gehärteten Epoxyharzen, ausgewählt ist.
Genauer vorgesehen als Wirtsmaterialien sind Polymerisate aus Spectralite^®-Linsen, die von Sola International vertrieben werden, TRIVEX^®-Linsen und optische Harze, die von PPG Industries, Inc., unter der CR-Bezeichnung vertrieben werden, z. B. CR-307 und CR-407, und Polymerisate, die zur Verwendung als harte oder weiche Kontaktlinsen hergestellt werden. Verfahren zur Herstellung beider Arten von Kontaktlinsen werden in dem U.S. Patent 5,166,345, Spalte 11, Zeile 52, bis Spalte 12, Zeile 52, offenbart. Zusätzliche Polymerisate, die zur Verwendung mit den photochromen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, sind Polymerisate, die verwendet werden, um weiche Kontaktlinsen mit hohem Feuchtigkeitsgehalt zu bilden, die in dem U.S. Patent 5,965,630 beschrieben werden, und dauerhaft zu tragende Kontaktlinsen, die in dem U.S. Patent 5,965,631 beschrieben werden.
Photochrome Gegenstände, die unter Verwendung der photochromen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, können mit einem Siliziumdioxid-, Titanoxid- und/oder Zirkoniumoxid-basierenden harten Beschichtungsmaterial beschichtet werden. Alternativ dazu kann ein organisches hartes Beschichtungsmaterial der durch ultraviolettes Licht härtenden Art aufgetragen werden, um eine harte Oberflächenschicht zu bilden. Der Auftrag solcher schützenden Beschichtungen, z. B. abriebbeständigen Beschichtungen, kann durch jegliches der Verfahren durchgeführt werden, die in der Beschichtungstechnologie verwendet werden, wie zum Beispiel Sprühbeschichten, Schleuderbeschichten, Ausbreitungsbeschichten, Vorhangbeschichten, Tauchbeschichten oder Rollbeschichten. Andere Beschichtungen und/oder Oberflächenbehandlungen, z. B. eine nicht spiegelnde Oberfläche, hydrophobe Beschichtung, etc., können auch einzeln oder nacheinander auf wenigstens eine Oberfläche des photochromen Gegenstandes der vorliegenden Erfindung aufgetragen werden. Eine nicht spiegelnde Beschichtung, z. B. eine Einzelschicht oder Mehrfachschicht aus Metalloxiden, Metallfluoriden oder anderen Materialien, kann auf den photochromen Gegenständen abgesetzt werden, z. B. Linsen der vorliegenden Erfindung, durch Vakuumverdampfung, Sputtern oder ein anderes Verfahren.
Die vorliegende Erfindung wird genauer in den folgenden Beispielen beschrieben, die nur als darstellend vorgesehen sind, da viele Modifikationen und Variationen sich den Fachleuten auf dem Gebiet von selbst ergeben werden.
Die Beispiele 1 bis 4 und das vergleichende Beispiel 1 zeigen die Wirkungen des Einbringens von 5 Gramm oder 4 Gew.-% Polyethylenglycoldiglycidylether (PEG (DGE)) in eine photochrome Imbibierungszusammensetzung in der photochromen Leistungsbewertung im Vergleich zu einer Imbibierungs zusammensetzung ohne PEG (DGE) sowie die Wirkungen der Erhöhung der Menge an PEG (DGE) in Stufen von 5 Gramm bis 20 Gramm oder 16 Gewichtsprozent in der photochromen Zusammensetzung.
BEISPIEL 1
Die folgenden Materialien wurden in der beschriebenen Reihenfolge und Weise in einen Behälter gegeben, der zur Verwendung mit einem BRINKMAN PT-3000-Homogenisator geeignet ist: Charge – 1
Charge – 2

(1) Polyethylenglycoldiglycidylether mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 526.
(2) Ein Naphtho[1,2-b]pyran, das eine blaue Farbe aufzeigt, wenn es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
(3) Ein Naphtho[1,2-b]pyran, das eine gelbe Farbe aufzeigt, wenn es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
(4) Ein gehinderter Amin-ultraviolettes Licht-Stabilisator, der von der Sandoz Chemical Corp. verfügbar ist.
(5) Ein polyphenolisches Antioxidationsmittel, das von der Ciba-Geigy Corporation verfügbar ist.

Charge – 1 wurde zu dem Behälter hinzugegeben und mit dem Homogenisator bei einer Geschwindigkeit von 50000 Upm für 2 Minuten gerührt, oder bis die Materialien aufgelöst waren. Charge – 2 wurde dann zu dem Behälter hinzugegeben und die resultierende Mischung wurde erwärmt und vermischt, bis die Materialien aufgelöst waren.
BEISPIEL 2
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde durchgeführt, außer dass die Menge an hinzugegebenem PEG (DGE) 10,0 Gramm betrug.
BEISPIEL 3
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde durchgeführt, außer dass die Menge an hinzugegebenem PEG (DGE) 15,0 Gramm betrug.
BEISPIEL 4
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde durchgeführt, außer dass die Menge an hinzugegebenem PEG (DGE) 20,0 Gramm betrug.
Vergleichendes BEISPIEL 1
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde durchgeführt, außer dass PEG (DGE) in der Imbibierungsformulierung nicht mit umfasst war.
Die Beispiele 5–11 und das vergleichende Beispiel 2 zeigen in dem Photochromen Leistungstest die Wirkungen des Einbringens von einzelnen, unterschiedlichen, die Kinetik verbessernden Additiven in eine photochrome Imbibierungszusammensetzung, die im Vergleich zu den in den Beispielen 1–4 und dem vergleichenden Beispiel 1 verwendeten unterschiedliche photochrome Verbindungen und Stabilisatoren enthält.
BEISPIEL 5
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde durchgeführt, außer dass in Charge – 1 Polyethylenglycoldiglycidylether mit einer gleichen Menge an Trimethylolpropantriglycidylether (TMPTGE) mit einem Formelgewicht (FG) von 302 ersetzt wurde; und dass Charge – 2 durch die folgenden Verbindungen in den genannten Mengen ersetzt wurde:

(6) Ein photochromes Naphtho[1,2-b]pyran, das eine blaue Farbe aufzeigt, wenn es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
(7) Ein photochromes Naphtho[1,2-b]pyran, das eine blaugrüne Farbe aufzeigt, wenn es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
(8) Ein photochromes Naphtho[1,2-b]pyran, das eine gelborange Farbe aufzeigt, wenn es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
(9) Ein photochromes Naphtho[1,2-b]pyran, das eine gelborange Farbe aufzeigt, wenn es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
(10) Gehinderter ultravioletter Aminlichtstabilisator, der von der Ciba-Geigy Corporation verfügbar ist.

BEISPIEL 6
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether durch eine gleiche Menge an N,N-Diglycidyl-4-glycidyloxyanilin (DGGA) mit einem FG von 277 ersetzt wurde.
BEISPIEL 7
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether durch eine gleiche Menge an Diglycidyl-1,2,3,6-tetrahydrophthalt (DGTP) mit einem FG von 282 ersetzt wurde.
BEISPIEL 8
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether durch eine gleiche Menge an Poly(ethylenglycol)diglycidylether (PEG (DGE)) mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 526 ersetzt wurde.
BEISPIEL 9
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether durch eine gleiche Menge an Poly(propylenglycol)diglycidylether (PPG (DGE)) mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 380 ersetzt wurde.
BEISPIEL 10
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether durch eine gleiche Menge an Polycaprolactondiol (PCLD) mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 530 ersetzt wurde.
BEISPIEL 11
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether durch eine gleiche Menge an Poly(ethylenglycol)monolaurat (PEGML) mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 400 ersetzt wurde.
Vergleichendes BEISPIEL 2
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether nicht in der Imbibierungsformulierung mit umfasst war.
Die Beispiele 12–22 und das vergleichende Beispiel 3 zeigen die Wirkungen der Verwendung von einzelnen, unterschiedlichen, die Kinetik verbessernden Additiven in dem Photochromen Leistungstest in einer photochromen Imbibierungszusammensetzung, die eine Mischung aus einigen der photochromen Verbindungen und der Additive, die in der Imbibierungszusammensetzung der vorherigen zwei Ansätze der Beispiele und vergleichenden Beispiele verwendet wurde, enthält.
BEISPIEL 12
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde durchgeführt, außer dass die folgenden Materialien in Charge – 2 verwendet wurden.

(10) Ein photochromes Naphtho[1,2-b]pyran, das eine blaugraue Farbe aufzeigt, wenn es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
(11) Ein photochromes Spiroaphthoxazin, das eine grünblaue Farbe aufzeigt, wenn es mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
(12) Gehinderter ultravioletter Aminlichtstabilisator, der von der Sandoz Chemichal Corporation verfügbar ist.

BEISPIEL 13
Das Verfahren von Beispiel 12 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether mit einer gleichen Menge an Glycerinpropoxylattriglycidylether (GPTGE) mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 620–680 verwendet wurde.
BEISPIEL 14
Das Verfahren von Beispiel 12 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether mit einer gleichen Menge an N,N-diglycidyl-4-glycidyloxyanilin (DGGA) mit einem FG von 277 ersetzt wurde.
BEISPIEL 15
Das Verfahren von Beispiel 12 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether mit einer gleichen Menge an Diglycidyl-1,2,3,6-tetrahydrophthalat (DGTP) mit einem FG von 282 ersetzt wurde.
BEISPIEL 16
Das Verfahren von Beispiel 12 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether mit einer gleichen Menge an Diglycidyl-1,2-cyclohexandicarboxylat (DGCHDC) mit einem FG von 284 ersetzt wurde.
BEISPIEL 17
Das Verfahren von Beispiel 12 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether mit einer gleichen Menge an Poly(ethylenglycol)diglycidylether (PEG (DGE)) mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 526 ersetzt wurde.
BEISPIEL 18
Das Verfahren von Beispiel 12 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether mit einer gleichen Menge an Polycapronlactondiol (PCLD) mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 530 ersetzt wurde.
BEISPIEL 19
Das Verfahren von Beispiel 12 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether mit einer gleichen Menge an Poly(ethylenglycol) (PEG-600) mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 600 ersetzt wurde.
BEISPIEL 20
Das Verfahren von Beispiel 12 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether mit einer gleichen Menge an TERETHANE^® 650 Polyetherglycol (PTHF) ersetzt wurde, von dem berichtet wird, dass es ein geradkettiges Polytetrahydrofuranpolymer mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 650 sei.
BEISPIEL 21
Das Verfahren von Beispiel 12 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether mit einer gleichen Menge an Poly(ethylenglycol) (PEG-900) mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 900 ersetzt wurde.
BEISPIEL 22
Das Verfahren von Beispiel 12 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether mit einer gleichen Menge an Benzoflex P-200 ersetzt wurde, von dem berichtet wird, dass es ein Polyethylenglycoldibenzoat (PEGDB) sei.
VERGLEICHENDES BEISPIEL 3
Das Verfahren von Beispiel 12 wurde durchgeführt, außer dass Trimethylolpropantriglycidylether nicht in der Imbibierungsformulierung mit umfasst war.
Die Beispiele 23–28 und die vergleichenden Beispiele 4–7 zeigen die Wirkungen des Einbringens von unterschiedlichen die Kinetik verbessernden Additiven in die photochromen Imbibierungszusammensetzungen für zwei unterschiedliche, nicht elastomere Harnstoffurethanlinsen in dem Photochromen Leistungstest.
BEISPIEL 23
Teil A
Die folgenden Materialien wurden in der beschriebenen Reihenfolge und Weise zu einem geeigneten Reaktionsgefäß hinzugegeben, das mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Stickstoffeinlass sowie Wärme-/Kühlkapazitäten ausgestattet war.

(13) Polycaprolactondiol mit einem Äquivalentgewicht von ungefähr 400.
(14) Polycaprolactondiol mit einem Äquivalentgewicht von ungefähr 200.
(15) Polycaprolactondiol mit einem Äquivalentgewicht von ungefähr 1000.
(16) Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat, das von der Bayer Corporation verfügbar ist.

Nach der Zugabe der Materialien wurde Stickstoff in das Gefäß eingeführt, um eine Stickstoffdecke bereit zu stellen, und der Rührer wurde angestellt. Wärme wurde aufgetragen, bis die präpolymere Reaktionsmischung eine Temperatur von 250°F (121°C) erreicht hatte. Das weitere Erwärmen wurde eingestellt. Die resultierende exotherme Reaktion bewirkte üblicher Weise eine Erhöhung in der Temperatur in der Reaktionsmischung auf ungefähr 280°F (138°C). Wenn sich die Temperatur weiter über 280°F (138°C) hinaus bewegte, wurde die Kühlung angeschaltet. Nachdem die Reaktionstemperatur ungefähr 220°F (104°C) erreichte, wurde das Präpolymerprodukt durch einen Filter mit 400 Mesh filtriert. Das resultierende Filtrat wurde abgekühlt und in einen geeigneten Behälter übertragen.
Teil B
Die folgenden Materialien wurden in der beschriebenen Reihenfolge und Weise zu einer Reaktionsinjektionsgussform(RIG)-Maschine hinzu gegeben, wie dem Max Mixer, der von Max Machines verfügbar ist.
Charge – 1
Charge – 2
Charge – 1 wurde zu dem Behälter hinzu gegeben. Charge – 2 wurde hinzu gegeben und die Inhalte wurden schnell in dem Max-Mischer vermischt.
Teil C
Das Produkt von Teil B wurde in Gussformen gegossen, die 60–80 mm maßen, die mit einem externen Gussformfreisetzungsmittel behandelt und auf 150°C vorgeheizt worden waren, und wurde dann in einem Ofen bei 150°C für 16 Stunden platziert. Danach wurden die Polymerisate aus den Gussformen entfernt.
Teil D
Die folgenden Materialien wurden in der beschriebenen Reihenfolge und Weise zu einem Behälter hinzu gegeben, der zur Verwendung mit einem BRINKMAN PT-3000 Homogenisator geeignet ist:
Charge – 1
Charge – 2
Charge – 1 wurde zu dem Behälter hinzu gegeben und durch den Homogenisator bei einer Geschwindigkeit von 5000 Upm für 2 Minuten vermischt, oder bis die Materialien aufgelöst waren. Charge – 2 wurde hinzu gegeben und die resultierende Mischung wurde erhitzt und vermischt, bis die Materialien aufgelöst waren.
Teil E
Die Lösungen von Teil D wurden in doppelte Linsenproben imbibiert, die in Teil C hergestellt worden waren, durch das Auftragen der Imbibierungsformulierung auf die Oberflächen der Testlinsen durch Schleuderbeschichtung. Das durchschnittliche Nassgewicht des Harzfilms, der sich auf der Linse bildete, lag im Bereich von 0,35 bis 0,4 mg pro Linse. Der Harzfilm wurde trocknen gelassen. Die Linsen wurden dann in einem Heißluftofen bei 135–140°C für 8 Stunden erwärmt. Nach dem Abkühlen wurde der Harzfilm von den Testproben durch das Abspülen mit Wasser und das Abwischen mit einem in Aceton eingeweichten Gewebe entfernt.
Vergleichendes Beispiel 4
Das Verfahren von Beispiel 23 wurde durchgeführt, außer dass Polyethylenglycoldiglycidylether nicht in Charge – 1 von Teil D mit umfasst war. Die Menge der Hydroxypropylzellulose und des Siliziumdioxids blieben gleich. Die Mengen der anderen Materialien waren wie folgt:
Beispiel 24
Das Verfahren von Beispiel 23 wurde durchgeführt, außer dass die folgende Formulierung in Teil A verwendet wurde, um das Präpolymer herzustellen.
Vergleichendes Beispiel 5
Das Verfahren von Beispiel 24 wurde durchgeführt, außer dass der Polyethylenglycoldiglycidylether nicht in Charge – 1 von Teil D mit umfasst war. Die Menge der Hydroxypropylzellulose und des Siliziumdioxids blieb gleich. Die Mengen der anderen Materialien waren die gleichen, wie in dem vergleichenden Beispiel 4.
Beispiel 25
Das Verfahren von Beispiel 23 wurde durchgeführt, außer dass in Charge – 1 von Teil D Polyethylenglycoldiglycidylether (10 Gramm) mit Polycaprolactondiol (PCLD) (6,67 Gramm) mit einem zahlendurchschnittlichen Gewicht von 530 ersetzt wurde und die folgenden Materialien in Charge – 2 verwendet wurden.
Beispiel 26
Das Verfahren von Beispiel 25 wurde durchgeführt, außer, dass in Charge – 1 von Teil D Polycaprolactondiol mit einer gleichen Menge an Polyethylenglycol (PEG-900) mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 900 ersetzt wurde.
Vergleichendes Beispiel 6
Das Verfahren von Beispiel 25 wurde durchgeführt, außer dass Polycaprolactondiol nicht in Charge – 1 von Teil D mit umfasst war. Die Menge an Hydroxypropylzellulose und Siliziumdioxid blieb die gleiche. Die Mengen der anderen Materialien waren die gleichen wie in dem vergleichenden Beispiel 4.
Beispiel 27
Das Verfahren von Beispiel 25 wurde durchgeführt, außer, dass die folgende Formulierung in Teil A verwendet wurde, um das Präpolymer herzustellen.
Beispiel 28
Das Verfahren von Beispiel 26 wurde durchgeführt, außer, dass die folgende Formulierung in Teil A verwendet wurde, um das Präpolymer herzustellen.
Vergleichendes Beispiel 7
Das Verfahren von Beispiel 27 wurde durchgeführt, außer dass Polycaprolactondiol nicht in Charge – 1 von Teil D mit umfasst war. Die Menge an Hydroxylpropylzellulose und Siliziumdioxid blieb die gleiche. Die Mengen der anderen Materialien waren die gleichen wie in dem vergleichenden Beispiel 4.
BEISPIEL 29
Teil A
Das Testen der Beispiele 1–4 und des vergleichenden Beispiels (CE) 1 wurde mit zwei unterschiedlichen Sätzen von Probenlinsen durchgeführt. Die „A"-Linsen wurden aus einem optischen Harz gegossen, der von PPG Industries, Inc. unter der Bezeichnung CR-307 vertrieben wird. Die „B"-Linsen waren Spectralite-Linsen, die von Sofa erhalten wurden. In Tabelle 1 folgt der Beispielnummer ein A oder B, um anzuzeigen, welche Linsen verwendet wurden. Die Probenlinsen wurden mit einem Spülmitteldetergenz und Wasser gewaschen, mit deionisiertem Wasser abgespült und mit einem in Aceton eingeweichten Gewebe vor dem Auftrag der Probenlösungen abgewischt. Die Lösungen der Beispiele 1–4 und des vergleichenden Beispiels 1 wurden in die Probenlinsen durch das Auftragen eines Films der Imbibierungsformulierung auf die Oberfläche der Testlinsen durch Schleuderbeschichtung imbibiert. Das durchschnittliche Nassgewicht des Harzfilms lag im Bereich von 0,35–0,40 Milligramm pro Linse. Der aufgetragene Film wurde trocknen gelassen. Die Linsen wurden dann in einem Heißluftofen bei 135– 140°C für 8 Stunden erwärmt. Nach dem Kühlen wurde der Harzfilm aus den Testproben durch das Abspülen mit Wasser und das Abwischen mit einem in Aceton eingeweichten Gewebe entfernt.
Die Beispiele 5–22 und die vergleichenden Beispiele 2 und 3 wurden einzeln auf die Linsen aufgetragen, die aus dem CR-307-Monomer gegossen wurden. Die Anwendung der Imbibierungslösungen dieser Beispiele wurde in der gleichen Weise wie für die zuvor genannten Beispiele durchgeführt. Das Erwärmen der beschichteten Linsen wurde für 7 und/oder 8 Stunden durchgeführt, wie es in Tabelle 2 gezeigt wird.
Teil B
Die photochromen Linsen, die in Teil A hergestellt wurden, und die Linsen der Beispiele 23–28 und der vergleichenden Beispiele 4–7 wurden auf ultraviolette Absorbtion hin untersucht und Linsen mit vergleichbarer UV-Absorbtion bei 390 Nanometern wurden auf photochrome Reaktionen auf einer optischen Laborbank getestet. Der ultraviolette Absorbtionswert zeigt die Menge der photochromen Verbindungen in der Linse an. Die optische Laborbank wurde bei einer Temperatur von 72°F (22°C) gehalten. Die Linsen der Beispiele 23–28, der vergleichenden Beispiele 4–7 und die Linsen, die mit den Beispielen 1–4 imbibiert worden waren, und des vergleichenden Beispiels 1 wurden für 30 Minuten aktiviert und die ΔOD wurde nach den ersten 30 Sekunden und dann nach 15 Minuten gemessen. Linsen, die mit den Beispielen 5–22 und den vergleichenden Beispielen 2 und 3 imbibiert worden waren, wurden für 30 Minuten aktiviert und die ΔOD wurde nach 15 Minuten gemessen.
Vor dem Testen auf der optischen Laborbank wurden die photochromen Linsen ultraviolettem Licht bei 365 Nanometern für ungefähr 20 Minuten ausgesetzt, um die photochromen Verbindungen zu aktivieren, und dann in einen Ofen bei 75°C für ungefähr 20 Minuten zum Bleichen (inaktivieren) der photochromen Verbindung platziert. Die Linsen wurden dann auf Raumtemperatur abgekühlt, einer Fluoreszenzraumbeleuchtung für wenigstens 3 Stunden ausgesetzt und dann für wenigstens eine Stunde vor dem Testen auf einer optischen Laborbank bedeckt gehalten. Die Laborbank wurde mit einer 300 Watt Xenon-Bogenlampe, einer ferngesteuerten Blende, einem Schott 3 mm KG-2 Banddurchlassfilter, der kurzwellige Strahlung entfernt, einem neutralen Dichtefilter(n), einem Quarz-Wasserzellen/Probenhalter zur Aufrechterhaltung der Probentemperatur, in den die zu testende Linse eingeführt wurde, ausgestattet.
Die Messungen wurden auf der optischen Bank in dem Photochromen Leistungstest durchgeführt, wobei der Leistungsausgang auf 0,67 Milliwatt pro Quadratzentimeter (mW/cm²) eingestellt war. Die Messung des Leistungsausgangs wurde unter Ver wendung eines tragbaren Photometers GRASEBY Optronics Model S-371 (Serien # 21536) mit einem UV-A-Adapter (Serien # 22411) oder vergleichbarem Zubehör durchgeführt. Der UV-A-Detektor wurde in dem Probenhalter platziert und der Lichtausgang wurde gemessen. Die Anpassungen des Leistungsausgangs wurden unter Erhöhung oder Verringerung der Lampenwattzahl oder durch die Zugabe oder das Entfernen neutraler Dichtefilter in dem Lichtgang durchgeführt.
Ein steuernder, gebündelter Lichtstrahl aus einer Wolframlampe wurde durch die Probe bei 30° normal zu der Oberfläche der Linse durchgeführt. Nach dem Durchführen durch die Linse wurde das Licht aus der Wolframlampe durch einen photopischen Filter, der an einem Detektor befestigt war, durchgeführt. Die Ausgangssignale aus dem Detektor wurden durch ein Radiometer verarbeitet. Die Steuerung der Testbedingungen und das Sammeln der Daten wurde durch die Labtech Notebook Pro Software und das empfohlene I/O-Bord durchgeführt.
Eine Änderung in der optischen Dichte (ΔOD) von dem gebleichten Zustand in den verdunkelten Zustand wurde durch Etablieren der anfänglichen Durchlässigkeit, das Öffnen der Blende von der Xenon-Lampe zur Bereitstellung ultravioletter Strahlung zur Änderung der Testlinse von dem gebleichten Zustand in einen aktivierten (d. h. verdunkelten) Zustand bei ausgewählten Zeitintervallen, das Messen der Durchlässigkeit in dem aktivierten Zustand und das Berechnen der Änderung in der optischen Dichte gemäß der folgenden Formel bestimmt: ΔOD = log(%Tb/%Ta), wobei %Tb die prozentuale Durchlässigkeit in dem gebleichten Zustand ist, %Ta die prozentuale Durchlässigkeit in dem aktivierten Zustand ist und der Logarithmus die Base 10 aufweist.
Die Bleichgeschwindigkeit (T 1/2) ist der Zeitintervall in Sekunden, damit die ΔOD der aktivierten Form der photochromen Verbindung in den beschichteten Linsen die Hälfte der höchsten ΔOD nach dem Entfernen der Quelle des aktivierenden Lichts erreicht. Die Ergebnisse der photochromen imbibierten Linsen der Beispiele 1–4 und des vergleichenden Beispiels 1 werden in Tabelle 1 aufgelistet, die der Beispiele 5–22 und der vergleichenden Beispiele 2 und 3 werden in Tabelle 2 aufgelistet, und die der Beispiele 23–28 und der vergleichenden Beispiele 4–7 werden in Tabelle 3 aufgelistet. Eine Spalte, die das die Kinetik verbessernde Additiv (KVA) durch die in den Beispielen verwendete Abkürzung identifiziert, ist zusammen mit der Beispielnummer in den Tabellen 2 und 3 mit umfasst.
Die Ergebnisse der Beispiele 5–11 sollten mit dem vergleichenden Beispiel 2 verglichen werden, die der Beispiele 12–22 sollten mit dem vergleichenden Beispiel 3 verglichen werden, die des Beispiels 23 sollten mit dem vergleichenden Beispiel 4 verglichen werden, die des Beispiels 24 sollten mit dem vergleichenden Beispiel 5 verglichen werden, die der Beispiele 25 und 26 sollten mit dem vergleichenden Beispiel 6 verglichen werden und die der Beispiele 27 und 28 sollten mit dem vergleichenden Beispiel 7 verglichen werden.
Es ist wichtig, dass das Substrat des vergleichenden Beispiels aus der gleichen Charge des Materials stammt, das verwendet wurde, um das Substrat der Beispiele herzustellen. Dies wird so durchgeführt, um die Wirkungen einer jeglichen Variation in den Chargen auf das Ergebnis des Photochromen Leistungstests zu vermeiden.
Auch in Tabellen 1 und 2 mit umfasst ist eine Leistungsbewertung, die aus dem photochromen Leistungstest resultiert. Der photochrome Leistungstest verwendet die ΔOD bei 15 Minuten und die Bleichgeschwindigkeitsergebnisse zur Bestimmung einer Bewertung der photochromen Leistungsfähigkeit. Die Leistungsbewertung wird durch das Teilen der ΔOD bei 15 Minuten durch die T 1/2 und das Multiplizieren des Ergebnisses mit 10000 berechnet. Je höher die Leistungswertung, desto mehr sind die photochromen Verbindungen gegenüber den vergleichenden Beispielen ohne das Additiv der vorliegenden Erfindung kinetisch verbessert.
TABELLE 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Die Ergebnisse von Tabelle 1 zeigen, dass die photochromen Linsen, die unter Verwendung des CR-307 Monomerharz hergestellt wurden, oder die Spectralite-Linsen und die Lösungen der Beispiele 1–4 nach 30 Sekunden dunkler wurden und schneller verblassten als die photochromen Linsen, die unter Verwendung der Lösung aus CE 1 hergestellt wurden. Die Leistungsbewertung für jede der gemäß den Beispielen behandelten Linsen war höher als die der vergleichenden Beispiele für beide Arten von getesteten Linsen.
Die Ergebnisse von Tabelle 2 zeigen, dass die Linsen, die mit den Lösungen der Beispiele 5–11 und 12–22 imbibiert worden waren, Bleichgeschwindigkeiten aufzeigen, die schneller waren, sowie Leistungsbewertungen, die höher waren, als solche, die mit den korrespondierenden vergleichenden Beispielen 2 und 3 imbibiert worden waren. Auch wenn die Imbibierungszeit von 7 auf 8 Stunden für die Linsen verlängert wurde, die mit den Lösungen der Beispiele 8 und 17 behandelt wurden, war die Leistungsbewertung erhöht.
Die Ergebnisse von Tabelle 3 zeigen, dass alle der photochromen Linsen in dem photochromen Leistungstest, die unter Verwendung der photochromen Imbibierungslösungen der vorliegenden Erfindung in den Beispielen 22–26 hergestellt wurden, nach 30 Sekunden und 15 Minuten dunkler wurden und schneller als die photochromen Linsen ausbleichten, die unter Verwendung der vergleichenden Beispiele 4–7 hergestellt worden waren. Die Leistungsbewertung für jede der Linsen der Beispiele war höher als die der vergleichenden Beispiele.

Claims

Photochrome Imbibierungszusammensetzung, enthaltend organische photochrome Verbindung(en) und ein die Kinetik verbesserndes Additiv in einer Menge, die die photochrome Leistungsfähigkeit, gemessen mit dem Photochromen Leistungstest, erhöht, ausgewählt aus epoxyhaltiger(n) Verbindung(en), organischem(n) Polyol(en) oder einer Mischung solcher die Kinetik verbessernden Additive, und wahlweise Träger, UV-Licht-Stabilisator(en), UV-Licht-Absorber(n), Antioxidationsmittel(n), Rheologieregelmittel(n) und/oder Verlaufmittel(n), wobei die photochrome Imbibierungszusammensetzung durch In-Kontakt-Bringen mit einem Lösungsmittel, nachdem sie auf ein polymeres Substrat aufgebracht und auf eine Temperatur gebracht worden ist, die niedriger als der Siedepunkt der photochromen Verbindung(en) und des (der) die Kinetik verbessernden Additivs(e) ist, und für einen Zeitraum erwärmt worden ist, der ausreicht, um den Transfer der photochromen Verbindung(en) und des (der) die Kinetik verbessernden Additivs(e) in das Substrat zu erlauben, entfernbar ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die photochrome Imbibierungszusammensetzung durch In-Kontakt-Bringen mit einem Lösungsmittel, nachdem sie auf ein polymeres Substrat aufgebracht und auf eine Temperatur zwischen 100°C und 160°C für 1 bis 12 Stunden erwärmt worden ist, entfernbar ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die epoxyhaltige(n) Verbindung(en) ausgewählt ist (sind) aus der Gruppe dargestellt durch die folgenden grafischen Formeln I, II oder III oder einer Mischung davon:
worin (i) R₁ Wasserstoff oder C₁-C₃-Alkyl ist; (ii) n eine ganze Zahl ist, ausgewählt aus 1, 2, 3 oder 4; wenn n gleich 1 ist, A ausgewählt ist aus C₂-C₂₀-Alkyl, substituiertem C₂-C₂₀-Alkyl, C₃-C₂₀-Cycloalkyl, substituiertem C₃-C₂₀-Cycloalkyl; den unsubstituierten oder substituierten Arylgruppen Phenyl und Naphthyl; Aryl(C₁-C₃)alkyl, substituiertem Aryl(C₁-C₃)alkyl, Acryloxy, Methacryloxy; der Gruppe -C(O)Y, worin Y gleich C₂-C₂₀-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy oder Aryl ist; oder der Gruppe -R-(OR)_m-OH oder -(OR)_m-OH, worin R gleich C₂-C₄-Alkylen ist und m eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist; wobei diese Substituenten der Alkyl- und Cycloalkylgruppen Carboxy, Hydroxy oder C₁-C₃-Alkoxy sind, diese Substituenten der Aryl- und Aryl(C₁-C₃)alkylgruppen Carboxy, Hydroxy, C₁-C₃-Alkoxy oder C₁-C₃-Alkyl sind; oder wenn n gleich 2 bis 4 ist, A ausgewählt ist aus C₂-C₂₀-Alkylen, substituiertem C₂-C₂₀-Alkylen, C₃-C₂₀-Cycloalkylen, substituiertem C₃-C₂₀-Cycloalkylen; den unsubstituierten oder substituierten Arylengruppen Phenylen und Naphthylen; Aryl(C₁-C₃)alkylen, substituiertem Aryl(C₁-C₃)alkylen; der Gruppe -C(O)Z(O)C-, worin Z gleich C₂-C₂₀-Alkylen oder Arylen ist; der Gruppe -R-(OR)_m- oder -(OR)_m-, worin R und m dieselben sind wie hierin zuvor definiert; Phthaloyl, Isophthaloyl, Terephthaloyl; hydroxysubstituiertem Phthaloyl, hydroxysubstituiertem Isophthaloyl, hydroxysubstituiertem Terephthaloyl oder einer Gruppe, die durch die folgende grafische Formel wiedergegeben ist:
worin R₂ und R₃ jeweils C₁-C₄-Alkyl, Chlor oder Brom sind; p und q jeweils ganze Zahlen von 0 bis 4 sind;
für eine divalente Benzolgruppe oder eine divalente Cyclohexangruppe steht; G gleich -O-, -S-, -S(O₂)-, -C(O)-, -CH₂-, -CH=CH-, -C(CH₃)₂-, -C(CH₃)(C₆H₅)-, -(C₆H₄)- oder
ist, wenn
die divalente Benzolgruppe ist; oder G gleich -O-, -S-, -CH₂- oder -C(CH₃)₂- ist, wenn
die divalente Cyclohexangruppe ist; wobei diese Substituenten der Alkylen- und Cycloalkylengruppen Carboxy, Hydroxy oder C₁-C₃-Alkoxy sind; diese Substituenten der Arylen- und Aryl(C₁-C₃)alkylengruppen Carboxy, Hydroxy, C₁-C₃-Alkoxy oder C₁-C₃-Alkyl sind; und (iii) B ausgewählt ist aus C₂-C₂₀-Alkyl, substituiertem C₂-C₂₀-Alkyl, C₃-C₂₀-Cycloalkyl, substituiertem C₃-C₂₀-Cycloalkyl; den unsubstituierten oder substituierten Arylgruppen Phenyl und Naphthyl; Aryl(C₁-C₃)alkyl oder substituiertem Aryl(C₁-C₃)alkyl; wobei diese Substituenten der Alkyl- und Cycloalkylgruppen Carboxy, Hydroxy oder C₁-C₃-Alkoxy sind, diese Substituenten der Aryl- und Aryl(C₁-C₃)alkylgruppen Carboxy, Hydroxy, C₁-C₃-Alkoxy oder C₁-C₃-Alkyl sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, worin R₁ Wasserstoff ist; A ausgewählt ist aus C₂-C₁₀-Alkyl, Phenyl, -R-(OR)_m-OH oder -(OR)_m-OH, worin R gleich C₂-C₄-Alkylen ist und m eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, wenn n gleich 1 ist, oder, wenn n gleich 2 bis 4 ist, A ausgewählt ist aus C₂-C₁₀-Alkylen, Phenylen, -R-(OR)_m- oder -(OR)_m-, worin R und m dieselben wie oben definiert sind; oder Phthaloyl; B ausgewählt ist aus C₂-C₁₀-Alkyl, Phenyl oder Phenyl(C₁-C₃)alkyl.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die epoxyhaltige Verbindung ausgewählt ist aus Ethylenglykolglycidylether, Propylenglykolglycidylether, Glycerinpolyglycidylether, Diglycerinpolyglycidylether, Glycerinpropoxylattriglycidylether, Trimethylolpropantriglycidylether, Sorbitolpolyglycidylether, Butylglycidylether, Phenylglycidylether, Poly(ethylenglykol)diglycidylether, Poly(propylenglykol)diglycidylether, Neopentylglykoldiglycidylether, N,N-Diglycidyl-4-glycidyloxyanilin, Glycidylphthalimid, N,N'-Diglycidyltoluidin, 1,6-Hexandioldiglycidylether, Diglycidyl-1,2-cyclohexandicarboxylat, Bisphenol-A- oder hydriertes Bisphenol-A-propylenoxidaddukt, Diglycidylester von Terephthalsäure, Diglycidyl-1,2,3,6-tetrahydrophthalat, Spiroglykoldiglycidylether, Hydrochinondiglycidylether oder Mischungen solcher epoxyhaltigen Verbindungen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das (die) organische(n) Polyol(e) ausgewählt ist (sind) aus Polyesterpolyolen, Polyetherpolyolen, amidhaltigen Polyolen, Polyhydroxypolyvinylalkoholen oder Mischungen solcher Polyole.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das die Kinetik verbessernde Additiv ausgewählt ist aus Polyethylenglykoldiglycidylether, Trimethylolpropantriglycidylether, N,N-Diglycidyl-4-glycidyloxyanilin, Diglycidyl-1,2,3,6-tetrahydrophthalat, Polycaprolactondiol, Glycerinpropoxylattriglycidylether, Diglycidyl-1,2-cyclohexandicarboxylat, Poly(ethylenglykol), Polytetrahydrofurandiolen oder Mischungen solcher die Kinetik verbessernden Additive.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die photochrome(n) Verbindung(en) wenigstens ein aktiviertes Absorptionsmaximum im Bereich zwischen 400 und 700 nm aufweist (aufweisen).
Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei die photochrome(n) Verbindung(en) ausgewählt ist (sind) aus Naphthopyranen, Benzopyranen, Indenonaphthopyranen, Chinopyranen, Phenanthropyranen, Oxazinen, Metalldithizonaten, Fulgiden, Fulgimiden oder Mischungen davon.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Träger ausgewählt ist aus Lösungsmittel(n), polymerem(n) Harz(en) oder einer Mischung davon.
Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei der Träger ausgewählt ist aus Wasser, Benzol, Toluol, Methylethylketon, Aceton, Ethanol, Tetrahydrofurfurylalkohol, n-Methylpyrrolidon, 2-Ethoxyethylether, 2-Methoxyethylether, Xylol, Cyclohexan, 3-Methylcyclohexanon, Ethylacetat, Tetrahydrofuran, Methanol, Methylpropionat, Ethylenglykol, Hydroxy(C₁-C₃)alkylcellulose, Poly(vinylpyrrolidon), Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral, Polyvinylpropionat, Celluloseaacetatbutyrat oder einer Mischung solcher Träger.
Verfahren, um einem organischen polymeren Wirtsmaterial photochrome Eigenschaften zu verleihen, wobei organische photochrome Verbindung(en) in das organische polymere Wirtsmaterial aus einer photochromen Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 imbibiert wird (werden).
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das organische polymere Wirtsmaterial ausgewählt ist aus Poly(harnstoffurethan), Poly(C₁-C₁₂-alkylmethacrylaten), Poly(oxyalkylen)dimethacrylaten, poly(alkoxylierten Phenolmethacrylaten), Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetatbutyrat, Poly(vinylacetat), Poly(vinylalkohol), Poly(vinylchlorid), Poly(vinylidenchlorid), thermoplastischen Polycarbonaten, Polyestern, Polyurethanen, Polythiourethanen, Poly(ethylenterephthalat), Polystyrol, Poly(α-methylstyrol), Copoly(styrol-methylmethacrylat), Copoly(styrol-acrylonitril), Polyvinylbutyral und Polymeren von Polyol(allylcarbonat)monomeren, polyfunktionellen Acrylatmonomeren, polyfunktionellen Methacrylatmonomeren, Diethylenglykoldimethacrylatmonomeren, Diisopropenylbenzolmonomers, ethoxylierten Bisphenol-A-dimethacrylatmonomeren, Ethylenglykolbismethacrylatmonomeren, Poly(ethylenglykol)bismethacrylatmonomeren, ethoxylierten Phenolmethacrylatmonomeren, alkoxylierten Polyhydroxyalkoholacrylatmonomeren, Diallylidenpentaerythritolmonomeren, Urethanacrylatmonomeren, Vinylbenzolmonomeren, Styrolmonomeren und Mischungen solcher Monomere.
Photochromer Gegenstand, enthaltend ein polymeres Substrat und (a) eine photochrome Menge einer organischen photochromen Verbindung und (b) ein die Kinetik verbesserndes Additiv in einer Menge zur Verbesserung der photochromen Leistung, ausgewählt aus epoxyhaltigen Verbindungen, organischen Polyolen und Mischungen davon, wobei sowohl (a) als auch (b) sich innerhalb einer unterhalb der Oberfläche liegenden Region des polymeren Substrats befinden.
Photochromer Gegenstand nach Anspruch 14, wobei die organische photochrome Verbindung (a) und/oder das die Kinetik verbessernde Additiv (b) wie in einem der Ansprüche 3 bis 9 definiert ist (sind).