(57)【要約】  本発明は、フォトクロミックアイウェアレンズの製造方法に関する。該フォトクロミックアイウェアレンズは、フォトクロミック材料と反応生成物とを組み合わせて、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層を少なくとも１つ形成することで作製される。ここで、該反応生成物は、ポリウレタンプレポリマー、ジエチルトルエンジアミンと１種または複数種のポリオール物質との混合物、および触媒を含む。混合物は、ＮＨ２およびＯＨ反応基を含み、反応のためのＯＨ反応種は、プレポリマーにおける過剰なＮＣＯ反応種の１．０当量ごとに少なくとも０．０４当量である。変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を含むレンズは、非変性ポリ（尿素−ウレタン）を有するレンズよりも速いフェードバック率とより良好なフォトクロミック性能を提供することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトクロミックアイウェアレンズの製造方法であって、
（ａ）少なくとも１種のフォトクロミック材料と、
（ｂ）反応生成物であって、
（ｂ１）約２．５〜４．０のＮＣＯ反応基／１．０のＯＨ反応基の当量比において、脂環式ジイソシアネートと少なくとも１種のポリオールとを反応させて調整されるポリウレタンプレポリマーであって、得られた前記ポリウレタンプレポリマーに過剰なＮＣＯ反応基が含まれる、ポリウレタンプレポリマー、
（ｂ２）ジエチルトルエンジアミンと１種または複数種のポリオール物質との混合物であって、前記混合物の１種または複数種のポリオール物質のそれぞれが１２００未満の分子量を有し、前記混合物はＯＨおよびＮＨ２反応基を提供し、前記混合物におけるＯＨ反応基の当量をＢＯＨとし、前記混合物におけるＮＨ２反応基の当量をＢＮＨ２とすると、前記混合物におけるＯＨおよびＮＨ２反応基の合計当量は、
ＢＴＯＴ＝ＢＯＨ＋ＢＮＨ２  （式１）
として表され、前記混合物におけるＢＴＯＴは、前記ポリウレタンプレポリマーにおける過剰なＮＣＯ反応基の１．０当量ごとに約０．７５〜約１．１０の範囲にあり、ここで前記ＢＯＨは少なくとも０．０４である、混合物、および
（ｂ３）前記混合物（ｂ２）の総重量に対して約０．０５％〜約１．１％の総重量％で提供される１種または複数種の触媒、
を含む反応生成物と、
を組み合わせて、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層を少なくとも１つ形成するステップを含む、
方法。
【請求項２】
前記混合物（ｂ２）と前記ポリウレタンプレポリマー（ｂ１）とを反応させる前に、前記１種または複数種の触媒（ｂ３）が前記混合物（ｂ２）に添加される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１種または複数の触媒は、有機金属化合物および第三級アミンからなる群から選択されるいずれか１つまたはそれらの組み合わせである、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記有機金属化合物は、有機金属スズ化合物、有機金属亜鉛化合物、有機金属ジルコニウム化合物、およびそれらの混合物からなる群から選択される、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＢＯＨは、少なくとも０．０８である、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＢＮＨ２は、０．７４５より小さい、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＢＴＯＴは、前記ポリウレタンプレポリマーにおける過剰なＮＣＯ反応基の１．０当量ごとに０．９５を超えない、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ＢＯＨは、少なくとも０．２０である、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
熱可塑性ポリカーボネート、硬質樹脂熱硬化性ポリマー物質、ポリ（尿素−ウレタン）物質、ポリチオウレタン物質、エピスルフィド物質、約１．５６を超える屈折率を有するその他の硫黄含有ポリマー物質、ポリスチレン物質、ポリアミド物質、光学グレードのナイロンポリマー物質、アクリル物質、ポリアクリレート物質、およびポリメタクリレート物質からなる群から選択されるレンズ材料を１種または複数種含むレンズ要素上に、前記変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層を少なくとも１つ形成するステップをさらに含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層および前記レンズ要素のうちの少なくとも一方に、硬質コーティング、疎水性コーティング、防曇コーティング、防湿コーティング、ミラーコーティング、可視光反射防止コーティング、紫外線反射防止コーティング、エレクトロクロミックコーティング、偏光コーティング、偏光多層薄膜コーティング、多層干渉コーティング、導電性コーティング、可視光フィルタコーティング、紫外線フィルタコーティング、および赤外線フィルタコーティングからなる群から選択されるコーティングを１種または複数種塗布するステップをさらに含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層に、離型剤、熱または光安定剤、ＵＶ吸収剤、染料または着色剤、顔料、酸化防止剤、鎖延長剤、カラーブロッカー、蛍光増白剤、界面活性剤、可塑剤、および不活性耐衝撃性改良剤からなる群から選択される添加剤を１種または複数種添加するステップをさらに含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１種のフォトクロミック材料は、ハロゲン化銀、二色性金属酸化物、二色性有機染料、サーモクロミック物質、スピロ（インドリン）ピラン物質、ナフトピラン物質、ベンゾピラン物質、ジチゾネート物質、ベンゾオキサジン物質、スピロオキサジン物質、スピロ（インドリン）ナフトオキサジン物質、スピロピリドベンゾオキサジン物質、アントロキノン物質、オキサジン物質、インドリジン物質、フルギド物質、およびフルギミド物質からなる群から選択される、
請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも２種の前記フォトクロミック材料を含み、前記フォトクロミック材料の少なくとも１種は、可視光によって活性化される、
請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１種のフォトクロミック材料と前記（ｂ１）〜（ｂ３）の反応生成物とを組み合わせるステップは、前記フォトクロミック材料と前記ポリウレタンプレポリマーとを混合するステップを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１種のフォトクロミック材料と前記（ｂ１）〜（ｂ３）の反応生成物とを組み合わせるステップは、前記反応生成物と前記少なくとも１種のフォトクロミック材料とを接触させて、前記少なくとも１種のフォトクロミック材料を反応生成物に吸収させるステップを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記レンズ要素上の少なくとも１つの前記変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層は、前記少なくとも１種のフォトクロミック材料が活性化されたときに５５５ｎｍにおける透過率としてフェードバック率を測定した場合、前記（ａ）と、前記ポリウレタンプレポリマー（ｂ１）の当量比が約０．７５〜約１．２のＮＨ２／１．０の過剰なＮＣＯ反応基において前記ポリウレタンプレポリマー（ｂ１）と前記ジエチルトルエンジアミンのみを反応させて形成された反応生成物と、を含むポリ（尿素−ウレタン）の層と比較して、少なくとも１０％速いフェードバック率を有する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
ＡＮＳＩによる規格Ｚ８０．３-２０１５  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃｓ−Ｎｏｎｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｓｕｎｇｌａｓｓ  ａｎｄ  Ｆａｓｈｉｏｎ  Ｅｙｅｗｅａｒ  Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓに従って計算される、前記レンズ要素上の少なくとも１つの前記変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層の可視視感透過率は、太陽活動の放射照度を近似する空気質量１．５フィルタを有するキセノンランプによって活性化されたときに、１５％より小さく、８％より大きい、
請求項９に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１に記載のフォトクロミックアイウェアレンズを備える、
フォトクロミックアイウェア製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願＞
本出願は、２０１７年３月１日出願の米国仮特許出願第６２／４６５，６３９号の優先権を主張し、その開示の全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
＜連邦政府による資金提供を受けた研究または開発＞
該当なし。
【０００３】
＜共同研究契約＞
該当なし。
【０００４】
＜配列表＞
該当なし。
【０００５】
＜従来利用＞
該当なし。
【０００６】
本発明の分野は、一般にアイウェアに関し、より具体的には、フォトクロミック反応を含むアイウェアレンズに関する。
【背景技術】
【０００７】
一般に、アイウェアは、加齢、病気、またはその他の要因によって引き起こされる視力障害、異常および焦点の欠陥を修正するために使用される。これらの生理的な視力の問題を修正することに加えて、視力に影響を与える可能性がある物理的条件または環境条件（例えばグレア、変化する照明、高強度の光、ほこり、結露など）を良好にするために、アイウェアが使用されてもよい。
【０００８】
変化する照明の状態は、適切な視覚とその認識を妨げる可能性がある。照明が突然または大幅に変化すると、その影響は、軽度の不便さから認識の無効化または危険なくらいの喪失にまで及ぶ。目は、明るい状態と暗い状態との両方に適応するために適度の時間を必要とし、その移行中に瞬間的に見えなくなることは（非常に不快ではあるが）一般的である。
【０００９】
明るい日光の下で上記のような不快感を和らげるサングラスの利点が一般によく知られている。静的な色付きレンズは、光の強度を減少させ、場合によっては、レンズの特定の色によって特定の波長領域が優先的にブロックまたは吸収されて、深度知覚またはコントラスト強調をさらに支援する。また、偏光サングラスは、眩しいグレアをブロックして目の疲れを和らげるのに特に効果的である。別のアプローチとして、光の強度の変化に反応するフォトクロミックレンズもある。
【００１０】
フォトクロミック眼鏡レンズに一般的に使用される有機フォトクロミック剤は、放射エネルギーの吸収に応じた結合切断、電子移動および／または回転によって分子配向が変化する柔軟な構造を有する。通常、このような再配向は、エネルギー源が除去されると元に戻される。そのため、フォトクロミック材料は、明るい光の下では暗色化（ｄａｒｋｅｎ）し且つ光の強度が低下するにつれて透明化するよう選択される。しかしながら、この反応性にはいくつかの制限がある場合がある。多くのフォトクロミック物質は紫外線を吸収するため、車を運転しているときや電車に乗っているときなど、窓の後方に位置する場合は反応が制限される可能性がある。最近のフォトクロミック技術に関する進歩は、可視波長領域内への吸収性（活性化）を拡張させて、反応性を改善させている。別の制限として、フォトクロミック分子が、吸収されたエネルギーの変化にどれだけ速く反応するかということが挙げられる。太陽に照らされた明るい場所から室内に移動したときにレンズの薄色化（ｌｉｇｈｔｅｎ）に３０分かかることは、明らかに受け入れられない（危険な場合もある）。フェードバック（元の色に戻る）時間を短縮することは、フォトクロミックレンズの性能を評価する上で非常に重要な要素である。
【００１１】
実際問題として、フォトクロミック分子の物理的環境は、その性能における反応性および寿命に大きな影響を与えることがわかっている。フォトクロミック有機分子の色の変化（薄色化および暗色化）は分子の物理的な再配列および移動に依存するため、フォトクロミック有機分子が物理的な再配列および移動を受けるために、ある程度の障害のない空間を設けることが好ましい。これは、気相または液相または溶液において問題にはならない。しかしながら、固体マトリックス内（アイウェアレンズ内またはレンズ上に塗布）に閉じ込められた場合に、多くの制限が現れる可能性がある。また、環境条件下で露出されたり物理的結合の動きが繰り返されたりすることで、フォトクロミック分子が「疲労」（すなわち着色または反応の低下）する可能性がある。
【００１２】
例えば米国特許第４，９６８，４５４号、第５，４０５，５５７号および第５，５２３，０３０号ならびにそれらの中の参考文献に記載されているように、フォトクロミック物質を光学材料に塗布または組み込むための多くのプロセスが既に進歩している。同様に、フォトクロミック剤の組み込み易さに加えて、改善された耐衝撃性、改善された耐薬品性、高い屈折率、低い色収差、軽量化またはその他の有益な機能を含む特性を有する光学レンズ材料を改善するために、多くの開発が行われてきた。多くの場合、１つの領域の改善は、別の特性の性能の低下を伴う。その場合、光学レンズ装用者にとって効果的且つ最も有益な属性のバランスが決定される。
【００１３】
フォトクロミック分子の媒体として、ポリウレタン材料が注目されてきた。ポリイソシアネートとポリオール物質との反応によって形成されるこれらの材料は、有機フォトクロミック物質のための良好なホスト材料であることがわかっている。ポリウレタン物質は、柔らかい材料（場合によってはエラストマー材料）であり、一次レンズ材料として機能するのに十分な剛性または構造的完全性を有さないが、コーティング、接着剤、中間層、埋込み層、またはレンズに接合されるまたはレンズ内に含まれる薄い積層体内の要素として使用することができる。米国特許第４，８８９，４１３号、第６，１８７，４４４Ｂ１号および第７，６６２，４３３Ｂ２号には、レンズに使用されるフォトクロミックポリウレタンコーティングの例が記載されている。また、例えば米国特許第４，８８９，４１３号、第６，１０７，３９５号および第９，４４０，４１９Ｂ２号には、接着剤、薄い中間層または積層体内の膜として使用され且つ光学レンズ内または上に組み込まれるフォトクロミックポリウレタン物質が記載されている。
【００１４】
別のアプローチとして、多くの柔らかいまたは弾性ポリウレタン物質よりもはるかに高い衝撃強度を有するように設計され得るポリ（尿素−ウレタン）物質を検討することが挙げられる。例えば米国特許第５，９６２，６１７号、第５，９６２，６１９号、第６，１２７，５０５号、第６，５３１，０７６Ｂ２号、第６，７３３，８８７Ｂ２号、第６，７３４，２７２Ｂ２号、第７，００２，７４４Ｂ２号、第７，１４４，９６９Ｂ２号および第９，３１６，７６５Ｂ２号に記載されているように、多くの場合、イソシアネート基を含む化合物と、ポリオールまたはその他のＯＨ含有材料とを反応させて過剰なＮＣＯ反応基を含むプレポリマーを形成し、このポリウレタンプレポリマーとポリアミン物質とを反応させて最終的なポリ（尿素−ウレタン）を形成することで、ポリ（尿素−ウレタン）物質が形成される。これらの材料は、多くの場合、改善された耐衝撃性を有し、良好な光学的透明度および高い透過率を有するように設計され得る。これにより、レンズ基材および／または眼科医療用アイウェアレンズにおける実行可能な構造の層として使用することができる。また、フォトクロミック材料を反応性混合物に添加したり、吸収させたり、最終的なレンズ製品に塗布したりして、フォトクロミック特性を付与することもできる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、新しい光学材料の開発、特にフォトクロミックアイウェアレンズまたは眼鏡レンズに使用される光学材料の開発において、信頼性が高い且つ長持ちするアイウェアレンズが必要とする強度、剛性および構造的復元力を維持しながら、フォトクロミック分子の必要な分子回転または再配列に対応するために、その構造内に十分なオープンな空間を設けることができる材料を提供するという課題が常にある。また、フォトクロミック反応の高速化およびレンズの透過率の変化（静止状態では薄色化し、活性エネルギーに曝されるとより暗色化する）の範囲の改善に対する継続的な市場の要求もある。しかしながら、同一製品内で「より暗く、より速く」の両方を満たすことは、特にフェードバックの速度を上げることを求める場合、困難だった。フェードバック率が増加することは、目の能動反応が遅い高齢者、光に対して非常に敏感な人、および頻繁に異なる光の強度を有する領域間を通過する人（例えば複数のトンネルを車で通過する人またはオープンな森林地帯を通過する人）にとって特に有益である。
【００１６】
フォトクロミック性能のさらなる改善および光学材料の改善は、引き続き研究される領域である。本発明は、これらの領域に対処する新しいアプローチを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
一実施形態において、本発明は、フォトクロミックアイウェアレンズの製造方法に関する。該方法は、少なくとも１種のフォトクロミック材料と反応生成物とを組み合わせて、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層を少なくとも１つ形成するステップを含む。ここで、該反応生成物は、ポリウレタンプレポリマー、ジエチルトルエンジアミンと１種または複数種のポリオール物質との混合物、および該混合物の総重量に対して約０．０５％〜約１．１％の総重量％で含まれる１種または複数種の触媒を含む。この反応のためのポリウレタンプレポリマーは、得られたポリウレタンプレポリマーに過剰なＮＣＯ反応基が含まれるように、約２．５〜４．０のＮＣＯ反応基／１．０のＯＨ反応基の当量比において、脂環式ジイソシアネートと少なくとも１種のポリオールとを反応させて調整される。ジエチルトルエンジアミンと１種または複数種のポリオール物質との混合物中のポリオール物質は、１２００未満の分子量をそれぞれ有する。また、混合物は、ＯＨおよびＮＨ２反応基を提供する。混合物におけるＯＨおよびＮＨ２反応基の合計当量は、ポリウレタンプレポリマーにおける過剰なＮＣＯ反応基の１．０当量ごとに約０．７５〜約１．１０の範囲にある。
【００１８】
本発明の一実施形態において、混合物におけるＯＨ反応基の当量は、ポリウレタンプレポリマーにおける過剰なＮＣＯ反応基の１．０当量ごとに少なくとも０．０４である。別の実施形態において、混合物におけるＯＨ反応基の当量は、ポリウレタンプレポリマーにおける過剰なＮＣＯ反応基の１．０当量ごとに少なくとも０．０８である。別の実施形態において、混合物におけるＯＨ反応基の当量は、ポリウレタンプレポリマーにおける過剰なＮＣＯ反応基の１．０当量ごとに少なくとも０．２０である。
【００１９】
本発明の一実施形態において、混合物におけるＯＨおよびＮＨ２反応基の合計当量は、ポリウレタンプレポリマーにおける過剰なＮＣＯ反応基の１．０当量ごとに０．９５を超えない。
【００２０】
本発明の別の実施形態において、混合物におけるＮＨ２反応基の当量は、ポリウレタンプレポリマーにおける過剰なＮＣＯ反応基の１．０当量ごとに０．７４５より小さい。
【００２１】
本発明の一実施形態において、混合物とポリウレタンプレポリマーとを反応させる前に、１種または複数種の触媒が混合物に添加される。本発明の別の実施形態において、１種または複数種の触媒は、有機金属化合物または第三級アミンであり得る。別の実施形態において、１種または複数種の触媒として使用される有機金属化合物は、有機金属スズ化合物、有機金属亜鉛化合物、有機金属ジルコニウム化合物、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００２２】
本発明の実施形態において、該方法は、１種または複数種のレンズ材料を含むレンズ要素上に、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層を少なくとも１つ形成するステップを含む。レンズ材料は、熱可塑性ポリカーボネート、硬質樹脂熱硬化性ポリマー物質、ポリ（尿素−ウレタン）物質、ポリチオウレタン物質、エピスルフィド物質、約１．５６を超える屈折率を有するその他の硫黄含有ポリマー物質、ポリスチレン物質、ポリアミド物質、光学グレードのナイロンポリマー物質、アクリル物質、ポリアクリレート物質、およびポリメタクリレート物質を含むことができる。別の実施形態において、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層およびレンズ要素のうちの少なくとも一方に、１種または複数種のコーティングを塗布することができる。１種または複数種のコーティングは、硬質コーティング、疎水性コーティング、防曇コーティング、防湿コーティング、ミラーコーティング、可視光反射防止コーティング、紫外線反射防止コーティング、エレクトロクロミックコーティング、偏光コーティング、偏光多層薄膜コーティング、多層干渉コーティング、導電性コーティング、可視光フィルタコーティング、紫外線フィルタコーティング、および赤外線フィルタコーティングから選択することができる。
【００２３】
本発明の一実施形態において、レンズ要素上の変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層は、フォトクロミック材料が活性化されたときに５５５ｎｍにおける透過率としてフェードバック率を測定した場合、少なくとも１０％速いフェードバック率を有する。このより速いフェードバック率は、同じフォトクロミック材料と、同じポリウレタンポリマーとジエチルトルエンジアミンのみを反応させて形成された（混合物および触媒を除いた）反応生成物と、を含むポリ（尿素−ウレタン）の層を有するレンズ要素と比較したものである。別の実施形態において、レンズ要素上の変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層の可視視感透過率は、フォトクロミックレンズが活性化されたとき、１５％より小さく８％より大きい。
【００２４】
本発明の別の実施形態において、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層は、さらに、離型剤、熱または光安定剤、ＵＶ吸収剤、染料または着色剤（ｔｉｎｔｓ）、顔料、酸化防止剤、鎖延長剤、カラーブロッカー、蛍光増白剤、界面活性剤、可塑剤、および不活性耐衝撃性改良剤のような添加剤を１種または複数種含む。
【００２５】
本発明の一実施形態において、フォトクロミック材料は、ハロゲン化銀、二色性金属酸化物、二色性有機染料、サーモクロミック物質、スピロ（インドリン）ピラン物質、ナフトピラン物質、ベンゾピラン物質、ジチゾネート物質、ベンゾオキサジン物質、スピロオキサジン物質、スピロ（インドリン）ナフトオキサジン物質、スピロピリドベンゾオキサジン物質、アントロキノン物質、オキサジン物質、インドリジン物質、フルギド物質、またはフルギミド物質からなることができる。本発明の一実施形態において、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層を形成する方法は、少なくとも２種のフォトクロミック材料を含み、フォトクロミック材料の少なくとも１種は、可視光によって活性化される。本発明の一実施形態において、フォトクロミック材料（複数を含む。）とポリウレタンプレポリマーとを混合することができる。別の実施形態において、反応生成物とフォトクロミック材料とを接触させて、フォトクロミック材料を反応生成物に吸収させることで、フォトクロミック材料（複数を含む。）と反応生成物とを組み合わせることができる。
【００２６】
本発明の別の実施形態は、上記方法によって作製されたフォトクロミックアイウェアレンズを備えるフォトクロミックアイウェア製品に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態によるアイウェアレンズを例示的に示す側面図である。
【図２】２つの眼鏡レンズブランク（それぞれの合計レンズ厚約１０．５ｍｍ）のフォトクロミック性能に関する比較例を示すグラフである。一方のレンズブランクは、本発明の一実施形態に従って形成され（点線）、他方のレンズブランクは、市販の材料にフォトクロミック材料を添加して形成された（実線）。５５５ｎｍにおける各レンズブランクの透過率に対する活性エネルギーに曝される時間がｘ軸に沿って示されている。フェードバックは、活性エネルギーがブロックされた時間＝０から開始する。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明者らは、光学物品に使用されるフォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）物質を形成する反応プロセスをさらに変更することにより、これらの光学物品、特にアイウェアレンズのフォトクロミック性能の予想外且つ著しい改善を得ることができた。ポリウレタンプレポリマーと大量のポリオール物質およびポリアミン反応物とを反応させて、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を形成すると、フェードバック率が著しく短縮され、驚くべきことに、レンズの最も暗い状態（得られた最も低い透過率）が損なわれなかった。実際、この改善された材料によって、フォトクロミック物質がより活性化され、本発明の実施形態を介して作製された光学物品において、さらに低い透過率の値を得ることができた。
【００２９】
本発明の一実施形態において、光学物品が提供される。光学物品は、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）からなる構成要素を少なくとも１つ備える。本明細書に記載する光学物品は、目に見える少なくともある程度の光を透過するように設計され得る。一実施形態において、光学物品は、レンズの少なくとも１つの光学面上に変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層を少なくとも１つ備えるアイウェアレンズである。本実施形態の一態様において、アイウェアは、目の外側且つ目に直接接触しない位置に提供される。アイウェアレンズは、目の前方に装着される光学物品である。これらは、プラノレンズ、処方レンズ、または非処方レンズであってもよい。眼科医療用アイウェアレンズ製品とは、指定された度数がゼロ（プラノ）であっても、正の値であっても、負の値であっても、多焦点に対応したものであっても、完成したアイウェアレンズの指定された度数を維持するのに十分な構造的完全性を有するレンズおよびレンズブランクである。指定された度数は、個人の視力矯正のために処方されたものによって定義されてもよく、または、処方レンズ製品および非処方レンズ製品の業界または眼科医療用国内規格および国際規格に従って確立されてもよい。個人のニーズと要求に応じて、例えば視力を矯正するため、目の保護または改善された快適さを提供するため、またはファッションアクセサリとして使用するためという目的のうちの１つまたは複数の目的を有してもよい。通常、アイウェアレンズは、眼鏡フレーム、リム、マウンティング、ゴーグル、ヘルメット、キャリア、バイザー、またはユーザの目の前方でレンズを保持するように設計されたその他の構造に取り付けられる。本明細書において使用されるアイウェアレンズは、レンズブランク、半完成レンズブランク、完成したレンズブランク、表面仕上げレンズ、縁取りレンズ、および取り付けレンズを含む。
【００３０】
多くの異なる光学材料を使用して、アイウェアレンズを形成することができる。このような材料は、固有のヘイズまたは散乱が低く、長期の摩耗に耐えて処方された度数を維持するのに十分な化学的、物理的および機械的完全性を有することが好ましい。当該技術分野で知られている材料の中には、様々な屈折率を有する金属酸化物ガラスを含む無機および有機光学材料、ポリカーボネート物質およびその他の材料を含む光学グレードの熱可塑性プラスチック、（ポリオール（アリルカーボネート）重合、特に、ジエチレングリコールビス（アリルカーボネート）の反応に基づく）硬質樹脂熱硬化性ポリマー物質、ポリ（尿素−ウレタン）物質、ポリウレタン物質、ポリチオウレタン物質、エピスルフィド物質、約１．５６を超える屈折率を有するその他の硫黄含有ポリマー物質、ポリスチレン物質、ポリアミド物質、特定の強化された光学グレードのナイロンポリマー物質、アクリル物質、ポリアクリレート物質、ポリメタクリレート物質、およびその他の有機ポリマー物質がある。また、光学材料は、結晶構造、アモルファス構造、またはポリマー構造を有する混合有機材料および／または無機材料を含むことができ、材料の光学的、物理的または化学的な特性を変更するその他の添加剤を含むこともできる。
【００３１】
アイウェアレンズ製品は、層状構造および複合体として光学材料の組み合わせを含むこともできる。本発明の一実施形態において、そのような組み合わせで変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を使用することができる。図１に示すように、一実施形態において、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）は、目の前方に装着されたときにアイウェアレンズ１００の外面により近い層２０として形成され得る（すなわち、アイウェアレンズの使用時に、上記層は装用者の目からより遠い位置にある。）。この例示的な実施形態において、要素１０は、アイウェアレンズが使用されるときに目の近くに配置される光学材料を含む層または構造である。本明細書にさらに記載するように、要素１０は、１種または複数種の光学材料を含むことができ、物質、処理剤、層、コーティング、添加剤および／または構成要素を含むこともできる。一実施形態において、アイウェアレンズ１００は、眼科医療用アイウェアレンズである。
【００３２】
図１は、例示的な実施形態を示す。本発明の範囲において、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層を光学物品の内面上に配置することができることに留意されたい。また、光学物品の１つまたは複数のその他の要素の中、上、または要素に対して、層を挟んだり、積層させたり、接着させたり、結合させたり、融合させたり、接合させたり、取り付けたりすることで、光学物品の構造内に変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層を配置することも、本発明の範囲に含まれる。また、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層は、アイウェアレンズの直径全体よりも小さい範囲にわたって延在することができる。
【００３３】
光学的品質は、光学物品およびアイウェアレンズの重要な要件であり得る。ただし、これらの製品は、すべての可視光を１００％透過するわけではない。これは、屈折率の差に関する物理法則、表面での反射の結果、およびレンズ材料またはレンズ構造の固有のまたは設計された吸収率または反射率によるものである。実際、アイウェアレンズにおいて、一部の可視光および別の波長領域における一部の光の透過率が制限されることが非常に望ましい場合がある。例えば、特定の実施形態において、アイウェアレンズは、３１５ｎｍ〜３８０ｎｍの波長領域において大量のＵＶ光を減衰させるまたはブロックすることができる。これは、レンズ材料（複数を含む。）の固有の吸収特性によって得られるか、レンズまたはレンズ材料（複数を含む。）と組み合わせた添加剤または処理剤の結果として生じる。例えば、ＵＶ吸収剤を要素１０および／または層２０に添加することができる。または、ＵＶ吸収剤を要素１０または層２０を形成する１種または複数種の反応物とともに添加することができる。または、ＵＶ吸収剤をアイウェアレンズの任意選択の層に含めることができる。別の例として、光学物品またはアイウェアレンズのコーティング、膜、およびその他の追加要素は、１種または複数種のＵＶ反射体またはＵＶ吸収剤を含むことができる。
【００３４】
特定の実施形態において、アイウェアレンズのレンズ材料（複数を含む。）、要素１０、層２０、またはその他の要素は、１種または複数種の添加剤をさらに含むことができる。添加剤は、レンズ材料または要素のポリマー構造を変更させる物質、または眼科医療用レンズとしてより良好な性能を提供するために物理的、光学的または化学的な特性を変更させる物質を含むことができる。また、特定の材料の特性の安定性を向上させるため、またはそれらを特定の光学的または物理的な性能を有するように調整するために、添加剤が含まれてもよい。好ましい添加剤は、エレクトロクロミック物質、サーモクロミック物質、ナノ粒子、液晶物質、染料、着色剤、顔料、ＵＶ吸収剤、ＵＶ反射体、ＵＶ安定剤、熱安定剤、ＩＲ反射体、可視光フィルタ、選択的光反射体、および選択的光ＵＶ吸収剤などの物質を含む。
【００３５】
別の実施形態において、光学物品、特にアイウェアレンズは、追加の任意選択の要素を含むことができる。これは、図１において符号４０で示す。これらの任意選択の要素は、要素１０または層２０の一方または両方、またはレンズ１００の１つまたは複数の位置に追加することができる。このような１つまたは複数の追加の要素は、特定の光学的、化学的、または物理的な性能を調整する材料、物質、処理剤、層、またはコーティングを含むことができる。また、これらの追加の要素は、上述した添加剤を１種または複数種含むことができる。また、任意選択の要素（複数を含む。）４０は、偏光子、ディスプレイ、カメラ、センサ、送信機、受信機、電気接点、無線デバイス、マーク、および装飾品を備えるまたは含むことができる。レンズ１００に複数の任意選択の要素４０が追加される場合、各要素は、同じまたは異なる材料、物質、処理剤、層、コーティング、添加剤および／または構成要素を含むことができる。
【００３６】
アイウェアレンズ１００は、外観を向上させるまたは特定のアイウェアレンズの使用に合わせて製品の性能や機能を変更する構成要素をさらに含むことができる。これらの構成要素は、要素１０または層２０の中または上に設けることができ、またはこれらの機能とは別の要素にすることができる。一実施形態において、光学物品は、膜、ウェハ、支持膜、コーティング、多層薄膜コーティング、多層ポリマー膜スタック、配線グリッド、または適用または埋め込み構造として実現される偏光子要素を含むことができる。好ましい偏光子は、直線型、勾配直線型、楕円型、円型、または可変型から選択され、単一、混合、複数、またはグラデーションの色合いを有することができる。別の実施形態において、アイウェアレンズは、ディスプレイ、カメラ、センサ、送信機、受信機、電気接点、回路、無線デバイス、マーク、および装飾品を含む任意選択の構成要素を備えることができる。
【００３７】
アイウェアレンズ１００の任意選択の要素（複数を含む。）４０は、任意選択の塗布コーティングを含むこともできる。コーティングは、硬質コーティング、疎水性コーティング、防曇コーティング、防湿コーティング、ミラーコーティング、可視光反射防止コーティング、ＵＶ反射防止コーティング、フォトクロミックコーティング、エレクトロクロミックコーティング、偏光コーティング、偏光多層薄膜コーティング、多層干渉コーティング、導電性コーティング、その他の可視光、ＵＶまたは赤外線フィルタコーティング、およびレンズの光学的、化学的または機械的な特性を調整するためのその他のコーティングを含む。コーティングは、１つまたは複数の層を含むことができる。例えば、誘電体材料、金属／誘電体材料、または導電性／絶縁性材料からなる多層干渉コーティングは、２〜数百層の範囲になり得る。また、１種または複数種のコーティングをアイウェアレンズと組み合わせて使用されてもよい。
【００３８】
アイウェアレンズ１００の任意選択の要素（複数を含む。）４０、要素１０および／または層２０は、レンズまたはそれぞれの層または要素の表面特性を変更するための任意選択の処理剤を含むことができる。いくつかの好ましい任意選択の処理剤は、防湿剤または離型剤として機能したり、防曇性または洗浄の容易さを改善したりすることができる。その他の好ましい任意選択の処理剤は、傷、衝撃、または化学薬品に対する耐性を高めることができる。または、後続ステップにおけるコーティング、層、または材料の接着性を強化することができる。
【００３９】
変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）材料を使用して光学物品全体を形成することができる。しかしながら、本発明の一実施形態において、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）は、光学物品、特にアイウェアレンズの中または上に比較的薄い層のみを形成するために使用される。このアプローチに関していくつかの利点が得られる。第１に、フォトクロミック物質は、非常に高価である。第２に、光エネルギーに曝されることでフォトクロミック分子が活性化されると、それらが暗色化して構造のより深い部分にあるフォトクロミック分子の反応を妨害する可能性がある。これは、材料および限られた資金を無駄にする可能性がある。その一方で、より厚い層へ活性化エネルギーが十分に浸透し且つその層が均一でない場合、不均一な暗色化が生じる可能性がある。これは、レンズの外観に望ましくない斑点を生じさせる。発明者らは、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）材料の比較的薄い層のみがアイウェアレンズ１００に組み込まれると、要素１０を含むその他の光学材料と有利に組み合わせて光学物品の全体的な特性を強化することができることを見出した。
【００４０】
便宜上、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）材料を層２０と呼ぶ。この変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）材料の層は、本発明の様々な実施形態に従って作製されたアイウェアレンズまたは光学物品の構造の外面またはその近傍、内面またはその近傍、または中間位置に配置することができることに留意されたい。図１に示すように、一実施形態において、層２０は、使用中の（目の前方に装着される）アイウェアレンズ１００の外面に向けて配置される。これは、フォトクロミック物質（複数を含む。）を日光によりよく曝すために好ましい場合がある。別の実施形態において、目からより離れた位置にある層２０に、１つまたは複数の任意選択の要素（複数を含む。）４０を追加することができる。このような任意選択の要素４０は、例えば、硬質コーティング、反射防止コーティング、ＵＶまたはＩＲ吸収剤、またはＵＶまたはＩＲ反射体を含むことができる。
【００４１】
変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）材料は、少なくとも１種のフォトクロミック材料を含む。好ましいフォトクロミック材料は、ハロゲン化銀および二色性金属酸化物のような無機材料と、いくつかの二色性有機染料、サーモクロミック物質（特に有機金属サーモクロミック物質）、ならびにスピロ（インドリン）ピラン物質、ナフトピラン物質、ベンゾピラン物質、ジチゾネート物質、ベンゾオキサジン物質、スピロオキサジン物質、スピロ（インドリン）ナフトオキサジン物質、スピロピリドベンゾオキサジン物質、アントロキノン物質、オキサジン物質、インドリジン物質、フルギド物質、フルギミド物質のような様々な芳香族、ヘテロ芳香族、および環化合物を含む有機材料と、当該技術分野で知られているその他のフォトクロミック材料とを含むことができる。一実施形態において、ナフトピランフォトクロミック材料を使用することができる。１種または異なる複数種のフォトクロミック材料または異なるフォトクロミック族を組み合わせて変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）材料において使用することができる。
【００４２】
一実施形態において、フォトクロミック物質が活性化されたときにアイウェアレンズがニュートラルグレー色を示すように、１種または複数種のフォトクロミック材料を組み合わせることができる。別の実施形態において、レンズは、活性化されたときにグレー以外の識別可能な色を提供する１種または複数種のフォトクロミック材料を含むことができる。別の実施形態において、アイウェアレンズは、静止（非活性化）状態におけるアイウェアに薄い色合いを提供し且つ可視光および／またはＵＶ光によって活性化されたときに暗い色合いを提供する、１種または複数種のフォトクロミック材料を含むことができる。
【００４３】
別の実施形態において、アイウェアレンズは、異なる光の強度または曝露の波長の下で、色相を変えることができる。
【００４４】
一実施形態において、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）材料は、色相および色合いの深さのいずれかまたは両方を変えるために、異なる波長領域（ＵＶ曝露、近ＵＶ曝露、近可視光曝露、または青色光曝露）によって活性化される１種または複数種のフォトクロミック物質を利用するように有利に設計され得る。ほとんどの市販のフォトクロミック材料は、ＵＶ光によってのみ活性化される。しかしながら、一部のフォトクロミック材料は、可視光の下で吸収および反応するか、可視光にある程度反応するように可視範囲（青色光のエッジ付近）に広がる吸収テールを有することができる。可視光によって活性化されるフォトクロミック材料は、アイウェアレンズによる追加のＵＶまたは青色光フィルタを提供することができる。様々な光周波数によって活性化されるフォトクロミック材料を使用するまたは組み合わせることで、発明者らは、直射日光、様々な人工光源、または窓やフロントガラスを介してフィルタリングされる光に反応するように、アイウェアレンズを有利に調整することができた。
【００４５】
光学部品用の耐衝撃性ポリ（尿素−ウレタン）物質を調整するための従来の方法および化学的性質のいくつかは、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を調整するための出発点として使用することができる。通常、上述したポリ（尿素−ウレタン）物質は、活性イソシアネート基を含む「Ａ側」のポリウレタンプレポリマーと、ポリアミン化合物（複数を含む。）を含む「Ｂ側」とを、Ａ側の過剰なＮＣＯ反応基の大部分がＢ側のアミン基との反応で消費されて最終的なポリ（尿素−ウレタン）製品が形成されるような当量比で反応させることで形成される。Ａ側のポリウレタンプレポリマーを形成するためのＮＣＯ：ＯＨ反応の当量比は、約２：１〜約４．５：１の範囲であってよい。Ｂ側とＡ側との反応のための反応性アミンと過剰な反応性ＮＣＯとの当量比は、約０．８５：１〜約１．１：１の範囲であってもよい。例えば米国特許第６，１２７，５０５号およびその中の参考文献、ならびに参照により本明細書にそれぞれ組み込まれる第７，００２，７４４Ｂ２号、第６，５３１，０７６Ｂ２号および第６，７３３，８８７Ｂ２号には、光学物品に適した耐衝撃性ポリ（尿素−ウレタン）物質を作製するための方法および反応性混合物が詳細に記載されている。さらに、米国特許第６，５３１，０７６Ｂ２号および第６，７３３，８８７Ｂ２号には、フォトクロミック材料とポリアミンおよびプレポリマーとを混合してフォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を形成することが記載されている。
【００４６】
本発明者らは、第６，１２７，５０５号、第７，００２，７４４Ｂ２号、第６，５３１，０７６Ｂ２号および第６，７３３，８８７Ｂ２号に記載されているタイプのポリ（尿素−ウレタン）材料の反応における「Ｂ側」のポリアミンの一部を追加のポリオール（複数を含む。）で置換することにより、改善されたおよび変性のポリ（尿素−ウレタン）が得られることを見出した。これは、より少ないポリオールがＡ側に添加され、（Ａ側に所望のＮＣＯ：ＯＨ当量比を得るために）残りのポリオールがＢ側に添加される従来の準プレポリマー法とは異なる。本発明の一実施形態において、反応性混合物中のポリオールの全体の割合は、従来のポリ（尿素−ウレタン）物質と比較して、著しく増加している。
【００４７】
上述した開示のいくつかに従って作製された光学部品のための耐衝撃性ポリ（尿素−ウレタン）物質は、例えばＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているＴｒｉｖｅｘ（登録商標）のＡ側およびＢ側材料を組み合わせることによって作製することができる。便宜上、本発明者らは、これらの材料または同様のＡ側およびＢ側の混合物を、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）物質の出発物質として使用した。
【００４８】
また、Ａ側は、離型剤、熱または光安定剤、ＵＶ吸収剤、染料または着色剤、顔料、酸化防止剤、鎖延長剤、カラーブロッカー、蛍光増白剤、界面活性剤、可塑剤、不活性耐衝撃性改良剤、またはその他の材料を含むその他の添加剤を含むことができる。これにより、最終的な反応生成物の光学的または物理的な特性を改善することができる。このような添加剤は、Ｂ側にも含まれてもよい。しかしながら、ポリアミン化合物の反応性を考慮すると、Ａ側のみにこれらの添加剤を含めるか、Ａ側とＢ側との間で反応が生じるときに別々に混合することが、より効果的且つ有益であり得る。
【００４９】
一実施形態において、フォトクロミック材料は、反応性混合物のＡ側（ポリウレタンプレポリマー）に添加された。１種または複数種のフォトクロミック材料を様々な重量％で使用することができる。一般に、得られる光学物品の着色（暗色化）の度合いは、添加されたフォトクロミック材料（複数を含む。）の量とともに増加する。しかしながら、このフォトクロミック材料が高価であるため、また、アイウェアレンズの透過率をある程度低く抑える必要があるため、効果的な暗色化を実現しながら重量％を可能な限り低く保つことが好ましい場合がある。本発明の実施形態において、約５重量％未満、約４重量％未満、約３．５重量％未満、約３％未満、約２．９重量％未満、約２．８重量％未満、約２．７重量％未満、約２．６重量％未満、約２．５重量％未満、約２．４重量％未満、約２．３重量％未満、約２．２重量％未満、約２．１重量％未満、約２重量％未満、約１．９重量％未満、約１．８重量％未満、約１．７重量％未満、約１．６重量％未満、約１．５重量％未満、約１．４重量％未満、約１．３重量％未満、約１．２重量％未満、約１．１重量％未満、約１重量％未満、約０．９重量％未満、約０．８重量％未満、約０．７重量％未満、約０．６重量％未満、約０．５重量％未満、約０．４重量％未満、約０．３重量％未満、または約０．２５重量％未満のフォトクロミック材料が使用される。別の実施形態において、含まれるフォトクロミック材料の量は、前述の値のうちの任意選択の２つの値の間にあるおよびそれらの値を含む範囲である。本実施形態の一態様において、含まれるフォトクロミック材料の量は、約２重量％より小さく、約０．２５重量％より大きい。本実施形態の別の態様において、含まれるフォトクロミック材料の量は、約１．８重量％より小さく、約０．３重量％より大きい。本実施形態の別の態様において、含まれるフォトクロミック材料の量は、約１．６重量％より小さく、約０．５重量％より大きい。
【００５０】
変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を作製するために、Ａ側のポリウレタンプレポリマーを形成するためのＮＣＯ：ＯＨ当量比は変更されなかった。ただし、Ｂ側とＡ側のプレポリマーとを反応させる前に、追加のポリオール物質が反応性混合物のＢ側に添加された。これにより、Ｂ側のＮＨ２およびＯＨ種と、Ａ側のポリウレタンプレポリマーの過剰なＮＣＯ反応基との競合反応が生じる。イソシアネート基とアミン基との反応は、イソシアネート物質とヒドロキシル基との反応よりも熱力学的および動力学的に有利である。しかしながら、過剰な未反応のヒドロキシル基は、脆いまたは不透明な製品につながる可能性がある。したがって、ＯＨ反応を促進するために、１種または複数種の触媒をＢ側に添加することもできる。
【００５１】
Ｂ側に添加するのに好ましいポリオール物質は、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリカプロラクトン、およびポリオール共重合体を含む。本発明の一実施形態において、ポリオール物質は、架橋の度合いを制御することができるジオール物質を含む。架橋が多すぎると、層２０のポリマーマトリックスにおけるフォトクロミック活性が妨げられる可能性がある。使用することができるポリオール物質は、脂肪族または脂環式ポリオール物質および脂肪族または脂環式ジオール物質のいずれか１種または組み合わせを含むことができるが、これらに限定されるものではない。一実施形態において、添加されるポリオール物質は、１種または複数種の脂肪族または脂環式ジオール物質を含む。
【００５２】
本発明の実施形態において、Ｂ側に添加される１種または複数種のポリオール物質は、約１２００未満、約１１００未満、約１０００未満、約９００未満、約８００未満、約７００未満、約６００未満、約５００未満、約４００未満、約３００未満、約２００未満、または約１００未満の分子量を有する。別の実施形態において、１種または複数種のポリオール物質は、前述の値のうちの任意選択の２つの値の間にあるおよびそれらの値を含む分子量を有してもよい。
【００５３】
別の実施形態において、１種または複数種のポリオール物質は、約１２００未満、約１１００未満、約１０００未満、約９００未満、約８００未満、約７００未満、約６００未満、約５００未満、約４００未満、約３００未満、約２００未満、または約１００未満の分子量を有する１種または複数種のジオール物質を含む。別の実施形態において、１種または複数種のジオール物質は、前述の値のうちの任意選択の２つの値の間にあるおよびそれらの値を含む分子量を有してもよい。一実施形態において、１２００未満の分子量を有する添加ポリオール物質は、ポリエーテルジオール物質である。別の実施形態において、添加ポリオール物質は、テトラヒドロフランに基づくポリエーテルジオール物質である。
【００５４】
Ｂ側に添加されるポリオール物質または好ましくはジオール物質の量は、Ｂ側のアミンの当量比の一部を置換する。これにより、Ｂ側の反応物とＡ側の過剰なＮＣＯ反応種との当量比がほぼ一定に保たれる（例えば、Ｂ：Ａ比は約０．７５〜１．２：１である。）。しかしながら、ここで、Ｂ側の反応物には、アミン基に加えて、著しい量のヒドロキシル基が含まれる。このＢ側の反応物の組み合わせは、第６，１２７，５０５号、第７，００２，７４４Ｂ２号、第６，５３１，０７６Ｂ２号および第６，７３３，８８７Ｂ２号に記載されている反応経路および得られたポリ（尿素−ウレタン）製品とは異なる。これらの公報において、Ｂ側の反応種は、アミン基のみであった。また、プレポリマーを形成するために使用されるポリオール反応物の一部が、Ｂ側に添加される場合があることが記載されている。しかしながら、これは、Ｂ側で利用可能なＮＨ２反応種の総量を変えず、Ｂ側の反応物とＡ側の過剰なＮＣＯ反応基との当量比も変えなかった。
【００５５】
本発明の一実施形態において、Ａ側と反応させることができるＢ側の反応種の数は、上述した範囲と同じである（例えば、Ｂ：Ａの反応種の比率は、約０．７５：１〜約１．２：１である。）。しかしなら、この比率を作り出すＢ側の種は、アミン基のみでなく、具体的にヒドロキシル基を含む。一実施形態において、Ｂ：Ａの反応種の当量比は、約０．７５：１〜約１．１０：１の範囲である。
【００５６】
言い換えると、Ｂ側の反応物にポリオール物質を添加することは、Ｂ側の反応種が、所定の当量比に対して、ＯＨ種とＮＨ２種の両方を含むことを意味する。例えば、上述した市販の材料において、Ｂ：Ａの当量反応性比を０．７５：１．０に設定すると、これは、Ａ側の過剰なＮＣＯ反応種の１．０当量と反応するＢ側のＮＨ２基の０．７５当量に対応することになる。対照的に、本発明のこの実施形態において、０．７５：１．０の同じＢ：Ａの当量反応性比で、Ｂ側の当量比は、［ｘＯＨ基＋（０．７５−ｘ）ＮＨ２基］を含むことになる。便宜上、Ｂ側が複数のタイプの反応種を含むことを示すため、およびＢ側の合計当量に対する影響を識別するために、反応性比に対するＢ側の当量を、次のように表す。
ＢＴＯＴ＝ＢＯＨ＋ＢＮＨ２  （式１）
ここで、ＢＴＯＴは、Ｂ側の混合物中のすべてのＯＨおよびＮＨ２反応種の合計当量を示し、ＢＯＨおよびＢＮＨ２は、ＯＨおよびＮＨ２反応種に関連した合計当量の部分をそれぞれ示す。すなわち、ＢＯＨは、Ｂ側の反応性混合物におけるＯＨ反応基の当量を示し、ＢＮＨ２は、Ｂ側の反応性混合物におけるＮＨ２反応基の当量を示す。便宜上、Ａ側の反応種に対するＢ側の種の当量反応性比を、Ａ側のポリウレタンプレポリマーの過剰なＮＣＯ反応種の１．０当量を基準にして示す。
【００５７】
本発明の実施形態において、Ａ側の過剰なＮＣＯ反応基に対するＢ側の反応種の合計当量比ＢＴＯＴは、約０．７５：１．０、約０．７５５：１．０、約０．７６：１．０、約０．７７：１．０、約０．７８：１．０、約０．７９：１．０、約０．８０：１．０、約０．８１：１．０、約０．８２：１．０、約０．８２５：１．０、約０．８３：１．０、約０．８３５：１．０、約０．８４：１．０、約０．８４５：１．０、約０．８５：１．０、約０．８５５：１．０、約０．８６：１．０、約０．８６５：１．０、約０．８７：１．０、約０．８７５：１．０、約０．８８：１．０、約０．８９：１．０、約０．９０：１．０、約０．９１：１．０、約０．９２：１．０、約０．９３：１．０、約０．９４：１．０、約０．９５：１．０、約０．９６：１．０、約０．９７：１．０、約０．９８：１．０、約０．９９：１．０、約０．９９５：１、約１．０：１．０、約１．０５：１．０、約１．１０：１．０、約１．１５：１．０、または約１．２０：１．０であり得る。別の実施形態において、Ａ側の過剰なＮＣＯ反応基に対するＢ側の反応種の合計当量比（ＢＴＯＴ：Ａの当量比）は、前述の値のうちの任意選択の２つの値の間にあるおよびそれらの値を含む範囲であり得る。
【００５８】
一実施形態において、Ｂ側に添加されるポリオール物質は、Ａ側の過剰なＮＣＯ基と反応する反応種の少なくとも４％を置換する。例えば、ＢＴＯＴ：Ａの反応物の合計当量比が０．７５：１．０である上述した例において、Ｂ側の４％のＯＨ反応基は、（ＯＨの０．０３当量＋ＮＨ２の０．７２当量）＝Ａ側の過剰なＮＣＯの１．０当量と反応するＢ側の反応種の合計当量０．７５に対応する。これを、式（１）に当てはめるとＢＯＨ＝０．０３、ＢＮＨ２＝０．７２、およびＢＴＯＴ＝０．７５である。別の実施形態において、Ｂ側に添加されるポリオール物質は、Ｂ側の反応種の少なくとも８％を置換する。例えば、同じＢＴＯＴ：Ａの当量反応性比が０．７５：１．０のＮＣＯにおいて、８％の置換は、（ＯＨの０．０６当量＋ＮＨ２の０．６９当量）＝Ａ側のＮＣＯの１．０当量と反応するＢ側の反応種の合計当量０．７５に対応する。このＢ側のＢＴＯＴの０．７５当量値は、ＢＯＨ＝０．０６およびＢＮＨ２＝０．６９に対応する。
【００５９】
別の実施形態において、添加されるポリオール物質は、Ａ側の過剰なＮＣＯ反応種と反応するＢ側の反応種の少なくとも２５％を置換する。例えば、ＮＨ２反応基をＯＨ反応基で２５％置換して、ＢＴＯＴ：Ａ種の当量比が０．９５：１．０として選択される場合、Ｂ側の反応基は、（ＯＨ基の０．２３７５当量およびＮＨ２基の０．７１２５当量）＝Ａ側の過剰なＮＣＯの１．０当量と反応するＢ側の反応種の合計当量０．９５を構成することになる。ＢＴＯＴ：Ａの当量比が０．９５：１．０の例における２５％の置換の場合、ＢＯＨ＝０．２３７５およびＢＮＨ２＝０．７１２５である。別の実施形態において、添加されるポリオール物質は、Ａ側の過剰なＮＣＯ種と反応するＢ側の反応種の少なくとも５０％を置換する。したがって、ＮＨ２反応基の５０％を置換して、ＢＴＯＴ：Ａの反応種の当量比が１．１０：１．０として選択される場合、Ｂ側の反応基は、（ＯＨ基の０．５５当量およびＮＨ２基の０．５５当量）＝Ａ側のＮＣＯの１．０当量と反応するＢ側の合計当量１．１０を構成することになる。この場合、ＢＯＨ＝０．５５およびＢＮＨ２＝０．５５である。
【００６０】
本発明の特定の実施形態において、所定のＢＴＯＴ：Ａの当量比に関して、Ａ側のポリウレタンプレポリマーの過剰なＮＣＯ反応種の当量は１．０であり、ＢＯＨ＝ｘおよびＢＮＨ２＝（ＢＴＯＴ−ｘ）である。ここで、ｘは、少なくとも０．０２、少なくとも０．０３、０．０４、少なくとも０．０５、少なくとも０．０６、少なくとも０．０７、少なくとも０．０８、少なくとも０．０９、少なくとも０．１０、少なくとも０．１１、少なくとも０．１２、少なくとも０．１２５、少なくとも０．１３、少なくとも０．１３５、少なくとも０．１４、少なくとも０．１４５、少なくとも０．１５、少なくとも０．１５５、少なくとも０．１６、少なくとも０．１６５、少なくとも０．１７、少なくとも０．１７５、少なくとも０．１８、少なくとも０．１８５、少なくとも０．１９、少なくとも０．１９５、少なくとも０．２０、少なくとも０．２０５、少なくとも０．２１、少なくとも０．２２、少なくとも０．２３、少なくとも０．２４、少なくとも０．２５、少なくとも０．２６、少なくとも０．２７、少なくとも０．２８、少なくとも０．２９、少なくとも０．３０、少なくとも０．３１、少なくとも０．３２、少なくとも０．３３、少なくとも０．３４、少なくとも０．３５、少なくとも０．３６、少なくとも０．３７、少なくとも０．３８、少なくとも０．３９、少なくとも０．４０、少なくとも０．４１、少なくとも０．４２、少なくとも０．４３、少なくとも０．４４、少なくとも０．４５、少なくとも０．４６、少なくとも０．４７、少なくとも０．４８、少なくとも０．４９、少なくとも０．５０、少なくとも０．５１、少なくとも０．５２、少なくとも０．５３、少なくとも０．５４、少なくとも０．５５、少なくとも０．５６、少なくとも０．５７、少なくとも０．５８、少なくとも０．５９、少なくとも０．６０、少なくとも０．６１、少なくとも０．６２、少なくとも０．６３、少なくとも０．６５、少なくとも０．６６、少なくとも０．６７、少なくとも０．６８、少なくとも０．６９、少なくとも０．７０、または少なくとも０．７４である。別の実施形態において、ｘの値は、前述の値のうちの任意選択の２つの値の間にあるおよびそれらの値を含む範囲であり得る。
【００６１】
ＢＴＯＴの当量の割合としてのＢＯＨのＢＴＯＴへの影響を表すと、ＢＯＨは、ＢＴＯＴの少なくとも２％、少なくとも４％、少なくとも５％、少なくとも６％、少なくとも７％、少なくとも８％、少なくとも９％、少なくとも１０％、少なくとも１１％、少なくとも１２％、少なくとも１３％、少なくとも１４％、少なくとも１５％、少なくとも１６％、少なくとも１７％、少なくとも１８％、少なくとも１９％、少なくとも２０％、少なくとも２１％、少なくとも２２％、少なくとも２３％、少なくとも２４％、少なくとも２５％、少なくとも２６％、少なくとも２７％、少なくとも２８％、少なくとも２９％、少なくとも３０％、少なくとも３２％、少なくとも３４％、少なくとも３５％、少なくとも３６％、少なくとも３８％、少なくとも４０％、少なくとも４２％、少なくとも４４％、少なくとも４５％、少なくとも４６％、少なくとも４８％、少なくとも５０％、少なくとも５２％、少なくとも５４％、少なくとも５５％、少なくとも５６％、少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６２％、または少なくとも６４％を構成してもよい。この場合、ＢＴＯＴは、Ａ側のポリウレタンプレポリマーの過剰なＮＣＯ反応基の１．０当量と比較して表される。
【００６２】
言い換えると、Ｂ側に添加されるポリオール物質は、Ｂ側の混合物の総質量に部分的に影響を与える。一実施形態において、Ｂ側に添加されるポリオール物質は、反応性のＢ側種の総質量の少なくとも約１０％、少なくとも約１０．５％、少なくとも約１１％、少なくとも約１１．５％、少なくとも約１２％、少なくとも約１２．５％、少なくとも約１３％、少なくとも約１３．５％、少なくとも約１４％、少なくとも約１４．５％、少なくとも約１５％、少なくとも約１５．５％、少なくとも約１６％、少なくとも約１６．５％、少なくとも約１７％、少なくとも約１７．５％、少なくとも約１８％、少なくとも約１８．５％、少なくとも約１９％、少なくとも約１９．５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２０．５％、少なくとも約２１％、少なくとも約２１．５％、少なくとも約２２％、少なくとも約２２．５％、少なくとも約２３％、少なくとも約２３．５％、少なくとも約２４％、少なくとも約２４．５％、少なくとも約２５％、少なくとも約２５．５％、少なくとも約２６％、少なくとも約２６．５％、少なくとも約２７％、少なくとも約２７．５％、少なくとも約２８％、少なくとも約２８．５％、少なくとも約２９％、少なくとも約２９．５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３０．５％、少なくとも約３１％、少なくとも約３１．５％、少なくとも約３２％、少なくとも約３２．５％、少なくとも約３３％、少なくとも約３３．５％、少なくとも約３４％、少なくとも約３４．５％、少なくとも約３５％、３５．５％、少なくとも約３６％、少なくとも約３６．５％、少なくとも約３７％、少なくとも約３７．５％、少なくとも約３８％、少なくとも約３８．５％、少なくとも約３９％、少なくとも約３９．５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４０．５％、少なくとも約４１％、少なくとも約４１．５％、少なくとも約４２％、少なくとも約４２．５％、少なくとも約４３％、少なくとも約４３．５％、少なくとも約４４％、少なくとも約４４．５％、少なくとも約４５％、少なくとも約４５．５％、少なくとも約４６％、少なくとも約４６．５％、少なくとも約４７％、少なくとも約４７．５％、少なくとも約４８％、少なくとも約４８．５％、少なくとも約４９％、少なくとも約４９．５％、少なくとも約５０％、少なくとも約５０．５％、少なくとも約５１％、少なくとも約５１．５％、少なくとも約５２％、少なくとも約５２．５％、少なくとも約５３％、少なくとも約５３．５％、少なくとも約５４％、少なくとも約５４．５％、少なくとも約５５％、５５．５％、少なくとも約５６％、少なくとも約５６．５％、少なくとも約５７％、少なくとも約５７．５％、少なくとも約５８％、少なくとも約５８．５％、少なくとも約５９％、少なくとも約５９．５％、少なくとも約６０％、少なくとも約６０．５％、少なくとも約６１％、少なくとも約６１．５％、少なくとも約６２％、少なくとも約６２．５％、少なくとも約６３％、少なくとも約６３．５％、少なくとも約６４％、少なくとも約６４．５％、少なくとも約６５％、６５．５％、少なくとも約６６％、少なくとも約６６．５％、少なくとも約６７％、少なくとも約６７．５％、少なくとも約６８％、少なくとも約６８．５％、少なくとも約６９％、少なくとも約６９．５％、少なくとも約７０％、少なくとも約７０．５％、少なくとも約７１％、少なくとも約７１．５％、少なくとも約７２％、少なくとも約７２．５％、少なくとも約７３％、少なくとも約７３．５％、少なくとも約７４％、少なくとも約７４．５％、少なくとも約７５％、７５．５％、少なくとも約７６％、少なくとも約７６．５％、少なくとも約７７％、少なくとも約７７．５％、少なくとも約７８％、少なくとも約７８．５％、少なくとも約７９％、少なくとも約７９．５％、または少なくとも約−８０％を質量で構成することができる。別の実施形態において、Ｂ側に添加される過剰なポリオール物質は、前述の値のうちの任意選択の２つの値の間にあるおよびそれらの値を含む範囲であり得る。好ましい実施形態の一態様において、添加ポリオール物質は、反応性のＢ側の総質量の約２５％〜約７５％を構成することができる。
【００６３】
Ｂ側の変性反応性混合物には、１種または複数種の触媒を含むことができる。１種または複数種の触媒は、有機金属化合物または第三級アミンであり得る。触媒の例として、有機金属スズ、コバルト、ビスマス、水銀、亜鉛または混合金属錯体が挙げられる。様々な異なる有機金属触媒が、例えばＫｉｎｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．（米国コネチカット州ノーウォーク）から市販されている。混合金属錯体の触媒の一例として、Ｋｉｎｇ  ＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓによるＫ−ＫＡＴ（登録商標）ＸＫ−６０４が挙げられる。これは、亜鉛とジルコニウム化合物の独自の混合物である。スズの触媒の一例として、Ｅｖｏｎｉｋ  Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃａｒｅ  ＧｍｂＨ（ドイツ国エッセン）によるＤＡＢＣＯ  Ｔ−１２のようなジブチルスズジラウレートが挙げられる。不要なまたは危険な化学物質に曝されることを制限しながら必要な反応を開始するために、様々な触媒を選択することができる。１種または複数種の触媒を、少なくとも約０．０５重量％、少なくとも約０．１重量％、少なくとも約０．２重量％、少なくとも約０．３重量％、少なくとも約０．４重量％、少なくとも約０．５重量％、少なくとも約１重量％、少なくとも約１．１重量％、少なくとも約１．２重量％、少なくとも約１．３重量％、少なくとも約１．４重量％、少なくとも約１．５重量％、少なくとも約１．６重量％、少なくとも約１．７重量％、少なくとも約１．８重量％、少なくとも約１．９重量％、または少なくとも約２重量％の総重量％で、Ｂ側の反応性混合物中に提供することができる。１種または複数種の触媒は、前述の値のうちの任意選択の２つの値の間にあるおよびそれらの値を含む範囲の総重量％でＢ側の反応性混合物中に提供され得る。本実施形態の一態様によれば、１種または複数種の触媒は、約０．１％〜約１％の範囲で提供され得る。
【００６４】
別の実施形態において、Ａ側とＢ側とが組み合わされたときに、１種または複数種の触媒を反応に添加することができる。
【００６５】
Ａ側とＢ側とが組み合わされたときに、発熱反応が生じる。反応生成物は、約２分未満で固化し始める場合がある。しかしながら、通常、光学物品は、制御された温度条件の下で数時間硬化される。これにより、既知の反応の度合いと選択された光学形状の良好な保持を確保することができる。様々な硬化温度および硬化時間を使用することができ、後続の作業で必要な硬化の度合い、反応において使用される添加剤または材料の熱感度、生産効率、安全性および取り扱いに関する考慮事項、またはその他の実用的な要素に基づいて選択することができる。例示的な硬化条件は、摂氏４０度で２時間〜２４時間から、摂氏１３０度で２時間〜１２時間までの範囲であり得る。
【００６６】
Ａ側およびＢ側の反応性混合物は、それぞれ空気または水への露出が厳しく制限される容器に保持および保管することができる。そうしない場合、混合物が黄色く変色したり、濁ったり、空気中の水分に反応し始めたりする可能性がある。
【００６７】
本明細書に記載するように、光学物品の大部分よりも光学物品の層として、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を使用することが（必須ではないが）好ましい。アイウェアレンズにおいて、一般的な完成したレンズの厚さは、必要な処方度数、耐衝撃性、構造的完全性、またはその他の性能や審美的な考慮事項を含む要素に応じて、約０．７ｍｍから約２〜１０ｍｍまでの範囲にある。この場合、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を含む層２０の厚さは、好ましくは約１ｍｍ以下、より好ましくは約０．１ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲、より好ましくは約０．３ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲である。要素１０（または要素１０と、要素（複数を含む。）４０のようなその他の任意選択の要素との組み合わせ）は、アイウェアレンズの残りの厚さの大部分を構成する。
【００６８】
層２０は、様々な方法によって光学物品の要素１０およびその他の任意選択の要素と組み合わせることができる。例えば、要素１０は、事前に形成されたレンズまたはレンズブランクであり得る。次に、例えば米国特許第５，４０５，５５７号または第７，００２，７４４Ｂ２号およびその中の参考文献に記載されているような添加技術を使用して、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の反応性混合物を要素１０の表面上に誘導して、制御された条件下で固化させて層２０を形成することができる。この場合、要素１０は、層２０の成形面（複数を含む。）の１つして機能することができる。別の取り外し可能な金型が層２０を収容して、光学物品に望ましい形状に成形する２つ目の面として機能することができる。
【００６９】
一実施形態において、要素１０は、単焦点、多焦点または累進レンズまたはレンズブランクを含むことができる。さらなる実施形態において、要素１０は、熱可塑性ポリカーボネート、硬質樹脂熱硬化性プラスチック、硫黄を含む高屈折率材料、ポリチオウレタン物質、エピスルフィド物質、ポリスチレン物質、ポリアミド物質、光学グレードのナイロンポリマー物質、アクリル物質、ポリアクリレート物質、ポリメタクリレート物質、および米国特許第５，９６２，６１７号、第６，１２７，５０５号および第７，００２，７４４Ｂ２号ならびにそれらの中の参考文献に記載されているようなポリ（尿素−ウレタン）物質を含むレンズ材料を有することができる。
【００７０】
要素１０と２つ目の成形面との間に変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を形成する反応性混合物を収容するために、金型のエッジ部周りにガスケットまたはテープのような支持体を使用してもよい。米国特許第７，００２，７４４Ｂ２号に記載されているように、反応性混合物を制御された状態で導入し、金型間に材料を収容して、成形面間で適切な配置および間隔を維持するための方法の１つとして、サイドフィルガスケットが挙げられる。
【００７１】
別の構築方法として、重力または圧力による補助を使用して、アイウェアレンズ１００を形成することができる。１つの例示的な方法において、水平面上に金型を配置する。型の表面に変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を形成する反応性混合物を投入してから、液体の反応性混合物上に要素１０（レンズまたはレンズブランクなど）を配置して、重力または要素１０の背面に対する制御された圧力によって、金型と要素１０の表面との間の混合物をプレスする。代替的に、水平面上に要素１０を配置して、要素１０の表面上に反応性混合物を投入してから、液体の反応性混合物上に取り外し可能な金型を配置して、重力または金型の背面に対する制御された圧力によって、金型と要素１０の表面との間の混合物をプレスすることができる。
【００７２】
要素１０と層２０のその他の製造方法または組み合わせ方法が当該技術分野で知られているが、本明細書からもそれを理解することができる。別の実施形態において、最初にフォトクロミック物質を有さない変性ポリ（尿素−ウレタン）のレンズ要素、構成要素または層を作製し、次にそれぞれの要素、構成要素または層とフォトクロミック材料とを接触させて、変性ポリ（尿素−ウレタン）の中または上にフォトクロミック物質を吸収、着色、転写または浸透させることで、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）が形成される。これにより、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を含む最終的なレンズ要素、構成要素または層を形成することができる。
【００７３】
本発明者らは、本発明の様々な実施形態においていくつかの重要な利点を得ることができた。多くの場合、高速のフォトクロミック反応を可能にするポリマーマトリックス材料が形成されると、光学物品において効果的に使用するには柔らかくなりすぎて、特にアイウェアレンズのための処方された度数に対する厳しい要件を満たすことができない。変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）は、本明細書に記載する市販のＡ側およびＢ側材料から直接形成されたポリ（尿素−ウレタン）よりもわずかに柔らかいが、アイウェアレンズで使用した場合、ひどく損傷しやすいわけではない。
【００７４】
本発明の実施形態から、フォトクロミック性能に関するさらなる重要な利点を得ることができた。本発明者らは、本明細書に記載する市販のＡ側およびＢ側材料に同じフォトクロミック物質を直接添加した場合の性能と比較して、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）のフェードバック速度が大幅に改善することを見出した。
【００７５】
本発明の別の実施形態において、反応性混合物のＡ側にフォトクロミック材料を組み込む代わりに、着色浴を介して変性ポリ（尿素−ウレタン）の層を形成した後に、変性ポリ（尿素−ウレタン）の層の上にフォトクロミック材料を塗布した。有利には、本実施形態で観察されたフェードバック速度は、ポリオール物質を添加していない市販のＡ側およびＢ側材料から調整されたポリ（尿素−ウレタン）の層の類似の色付けと比較して速かった。
【００７６】
驚くべきことに、着色の深さは、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の反応性の速さによって損なわれなかった。通常、反応速度が上がるとレンズは暗色化しにくいため、これは驚くべき非常に有利な結果である。フォトクロミック分子の回転または再構成が容易なため、この特性のトレードオフを理解することができる。すなわち、自由に回転して構成を変更することができる場合、反応速度が上がる。しかしながら、その移動の自由さは、通常、新しい位置に保持することができないことを意味する。これにより、簡単に元の色に戻り、濃い色を得ることができない場合がある。変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を含む本発明の実施形態は、この変性ポリマーマトリックスにおいて、フォトクロミック色の濃度を著しく発達させることができる構造と移動の自由さとを有利にバランスさせることができる。
【００７７】
これは、以下の非限定的な例で見ることができる。
【実施例】
【００７８】
フォトクロミック材料を有する変性Ａ側の調整。市販のＴｒｉｖｅｘ（登録商標）（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）のＡ側光学グレード透明ポリウレタンプレポリマーに、独自のナフトピランフォトクロミック材料（日本の東京都にあるＴｏｋｕｙａｍａ  Ｃｏｒｐ．）を重量％で添加した。２種以上のフォトクロミック材料の混合物を組み合わせて、活性化によってよりニュートラルな灰色がかった色を実現した。ガラス成形面に対して発熱反応物質が付着することを防止するために、Ａ側の混合物に、約０．７５重量％〜１重量％の市販の内部離型剤（米国ニューヨーク州ウッドサイドにあるＡｘｅｌ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）を添加した。変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の形成に使用する前に、フォトクロミック染料および離型剤を、乾燥窒素下において摂氏５０度で１時間〜２時間、Ａ側のポリウレタンプレポリマーと混合した。
【００７９】
変性Ｂ側の調整。一連の実験において、ある程度の量のＢ側の反応性混合物を選択した。次に、反応物と触媒とを質量％で添加して、その総質量を構成した。以下の説明で示すポリオール物質は、市販のＴｒｉｖｅｘ（登録商標）（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）のＢ側光学グレードポリアミン（ジエチルトルエンジアミン）と組み合わせるために選択された。市販の触媒Ｋ−Ｋａｔ  ＸＫ−６０４（Ｋｉｎｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）をＢ側に選択した１．１質量％で添加した。ポリオールの重量％を選択して、Ｂ側の保持タンクに（窒素下で）充填した。次に、市販のＴｒｉｖｅｘ（登録商標）（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）のＢ側光学グレードポリアミン（ジエチルトルエンジアミン）を添加して、選択した質量の残りを構成した。使用前に、混合物を窒素下において室温で３０分〜６０分間撹拌した。
【００８０】
アイウェアレンズの形成。これらの実施例および比較例のそれぞれについて、Ｂ：Ａの当量比は、Ａ側の過剰なＮＣＯ反応種の１当量に対するＢ側の全反応種に関して、０．９５：１の所望且つ一定の値に設定された。比較例において、Ｂ側の反応種は、アミン基のみであった（すなわちＢＴＯＴ＝ＢＮＨ２＝０．９５）。他の実施例において、ＢＴＯＴ＝０．９５＝ＢＯＨ＋ＢＮＨ２であった。各例における成分ＢＯＨおよびＢＮＨ２の当量の値を表１に示す。ポリオール（複数を含む。）およびジエチルトルエンジアミンの分子量および機能性が既知であるため、Ｂ：Ａの当量比０．９５：１において反応させるＢ側のグラム数と組み合わされるＡ側のグラム数を決定することができる。市販の反応性加工機（米国カリフォルニア州ヒールズバーグにあるＭａｘ  Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ）を使用して、Ａ側およびＢ側の混合物を制御された温度で保持し、次に、制御された温度および流量で混合して金型に投入した。これらの実験において、Ａ側のタンクとその供給ラインは華氏１５０度（摂氏６５度）に維持され、Ｂ側のタンクとその供給ラインは華氏１１０度以上（摂氏４３度以上）に維持された。これらの実験において、Ａ側の流量は１４０ｇ／分に設定された。Ｂ側の流量は、Ｂ側の混合物に存在するポリオールの割合および特性、ならびにジアミンの量に基づいて、０．９５：１の当量比を維持するように調整された。例えば、ポリオールが存在しない場合、Ｂ側の流量は３３ｇ／分に設定された。Ｂ側の混合物にポリオール（１）が７５質量％で添加された場合、流量は７３ｇ／分であった。
【００８１】
変性Ａ側およびＢ側材料（例示的な実施形態のために変性にされたか、比較例のための市販のもの）を完全に混合し、摂氏１００度で５分〜１０分間予熱した金型アセンブリに投入した。これらの実験において、金型アセンブリは、図１に示す要素１０として機能する単焦点半完成（ＳＶＳＦ）レンズブランクと、金型のエッジ部とレンズブランクのエッジ部とを支持し且つそれらの間に密閉キャビティを形成するガスケットによって固定位置に保持される球状ガラスの凹型金型とから構成される。ガスケットによって、成形面は、外側の（凸型）レンズブランク面から約０．５ｍｍ離されるように保持された。
【００８２】
これらの実施例における金型アセンブリの一部として使用されたレンズブランクは、透明な熱可塑性ポリカーボネートまたは透明なＴｒｉｖｅｘポリ（尿素−ウレタン）材料のいずれかから作製された。これらのＴｒｉｖｅｘポリ（尿素−ウレタン）のレンズブランクは、追加のポリオール物質やフォトクロミック材料を含まない、サプライヤから納入された市販のＡ側およびＢ側の反応物から作製された。
【００８３】
変性Ａ側と、市販のＢ側材料または変性Ｂ側材料のいずれかを混合して、金型アセンブリに投入した。次に、アセンブリを室温で約５分間寝かせてから、制御された硬化用オーブンに配置した。以下の表１に示すように、様々な硬化時間および温度が選択された。
【００８４】
光学物品のフォトクロミック測定。半完成アイウェアレンズブランクの測定値は、ＢＰＣ３００フォトクロミックレンズ特性評価システム（英国バークシャー州レディングにあるＢｅｎｔｈａｍ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｌｔｄ．）を使用して取得した。活性化源は、太陽活動の放射照度を近似する空気質量１．５フィルタを有するキセノンランプである。レンズサンプルを摂氏２３度に保持し、可視スペクトルを記録しながら３分間照射した。次に、太陽活動の放射源をブロックして、フェードバック中のスペクトル反応を１０分間記録した。
【００８５】
これらのデータから、サンプルの視感透過率を、静止時の（すなわち、サンプルのフォトクロミック材料（複数を含む。）を活性化する光に曝されていない）サンプルと、フォトクロミック材料（複数を含む。）が活性化された最も暗い状態のサンプルについて、米国国家規格協会（ＡＮＳＩ）による規格Ｚ８０．３−２０１５：Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃｓ−Ｎｏｎｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｓｕｎｇｌａｓｓ  ａｎｄ  Ｆａｓｈｉｏｎ  Ｅｙｅｗｅａｒ  Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ（標準光源Ｃ）に従って計算した。また、３分間の活性化期間と、１０分間のフェードバック期間とにわたって、各レンズサンプルの５５５ｎｍにおける透過率を観察および記録して、暗色化率およびフェードバック率を監視した。これは、例えば、以下に示す２つのアイウェアレンズを図示する図２に示されている。ここで、時間＝０は、活性化源をブロックする瞬間に対応し、負の時間値は、太陽活動の放射照度を近似するキセノン光源に曝される期間に対応し、正の時間値は、太陽活動の放射照度がブロックされた後のフォトクロミックレンズのフェードバック中（薄色化）のサンプル反応に対応する。
【００８６】
フォトクロミック反応の範囲は、５５５ｎｍにおける初期％Ｔ（静止時透過率）と、活性化中に記録された最も暗い（最低）％Ｔとを考慮して決定された。アイウェアレンズがこの範囲の半分での％Ｔ値に到達するのにかかった時間（レンズの最終的な暗さの半分の暗さに到達する時間）は、ｔ１／２Ｄとして報告された。活性化源がブロックされたとき、レンズが暗色化サイクル中に記録されたのと同じ％Ｔ値に戻るのにかかった時間（レンズの最終的な暗さの半分の暗さにフェードバックする時間）は、ｔ１／２Ｆとして報告された。
【００８７】
本発明の実施例およびフォトクロミックレンズサンプルの比較例（Ｃ１、Ｃ４およびＣ９）を以下の表１にまとめた。比較例のレンズサンプルＣ１、Ｃ４およびＣ９は、同じ変性Ａ側組成物と、ポリオール物質を添加していない非変性の市販のＢ側材料とを使用して作製された。追加の比較例として、最後の項目（Ｓ１５）には、トルエン中の１組のフォトクロミック染料の１％溶液に対するフォトクロミック性能が示されている。
【００８８】
【表１】
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【００８９】
図２には、２つの異なるアイウェアレンズサンプルが示されている。ここでは、擬似的太陽光光源への曝露による活性化中の５５５ｎｍにおける％Ｔと、光源がブロックされた場合のフェードバックが示されている。図２にプロットされた２つのサンプルは、表１に詳述した実施例Ｃ１（実線）および実施例２（点線）に対応する。図２に示す点線プロットは、ポリカーボネートの単焦点半完成レンズブランク（合計レンズ厚約１０．５ｍｍ）上に形成された変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層を含む、本発明の一実施形態に従って作製されたフォトクロミックレンズブランクの反応性を示す。本発明の一実施形態によれば、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層は、Ａ側のポリウレタンプレポリマーにフォトクロミック材料を添加して、この変性Ａ側と、ポリアミンおよび添加ポリオールを含む変性Ｂ側の反応性混合物とを反応させることで、調整される。比較のために、図２に示す実線は、同じフォトクロミック変性Ａ側と、市販の（添加ポリオール物質を含まない）Ｂ側材料のみとを反応させて形成されたフォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）の層を含むフォトクロミックレンズブランク（Ｃ１）の比較例の反応性を示している。この層は、ポリカーボネートの単焦点半完成レンズブランク（合計レンズ厚約１０．５ｍｍ）上に形成された。経過時間シーケンスにおいて、負の値は、活性化光に曝される時間に対応し、時間ｔ＝−１８０秒から開始する。時間ｔ＝０は、励起源がブロックされた時間を示し、正の時間は、サンプルのフェードバックを示す。
【００９０】
比較例を図２に示すことによって、本発明のこの実施形態における利点を説明する。実施例Ｃ１において、市販のＢ側材料は、Ｂ：Ａの当量比＝０．９５のＮＨ２：１のＮＣＯにおけるＡ側の過剰なＮＣＯ反応基と組み合わされたＮＨ２反応種のみを含む。実施例２において、ポリエーテルジオールを添加してＢ側の反応種を変性とする。０．９５のＮＨ２種だけでなく、０．９５の当量比におけるＡ側の過剰なＮＣＯ種の１．０当量と反応させることにより、Ｂ側は、０．４３当量のＯＨ種＋０．５２当量のＮＨ２種を含むことになる（ＢＯＨ＝０．４３およびＢＮＨ２＝０．５２とすると、ＢＴＯＴ＝０．９５）。図２に示すように、本発明のこの実施形態に従って作製された実施例２のアイウェアレンズは、同じフォトクロミック染料の混合物が（非変性Ｂ側材料から作製された）実施例Ｃ１のポリ（尿素−ウレタン）の層に添加された場合よりもより暗い状態になり、より速くフェードバックする。
【００９１】
実施例３は、ジオールではなく、ポリオールを使用した。この組み合わせでは、実施例２のポリエーテルジオールの結果ほど好ましい結果が得られなかった。これは、ポリオール反応性混合物とのより広範な架橋によるものである可能性がある。
【００９２】
表１に示す実施例Ｃ４および５〜８のグループは、フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を変性とするポリオールの割合が増加するにつれて、フェードバック率が改善および着色の度合いが増加（低い視感透過率）したことを示す。レンズのフェードバック率と全体的な暗色化とが改善されたことに留意されたい。これらの結果は、異なるフォトクロミック染料混合物、異なる硬化条件および異なる要素１０でも得ることができた。これは、本発明の作業性の範囲が広いことを示している。
【００９３】
改善されたフェードバックおよび良好な暗色化について、同様の傾向が実施例Ｃ９および１０〜１２で示された。フォトクロミック染料の濃度が高いと、反応のために使用され得る材料が増えて、上記の条件の差を一部緩和することができる。これらの実施例と、実施例Ｃ９および５〜８の結果とを比較すると、本発明の実施形態がより低い濃度で高価なフォトクロミック材料を有利に使用できることがわかる。
【００９４】
実施例１３および１４は、ポリエーテルジオールとポリカーボネートジオールとの結果を比較している。いずれの場合もフェードバックの改善が見られたが、影響の度合いが異なる場合があることが示された。しかしながら、観察された結果の差は、実験の条件が同一ではないことに起因している可能性がある。これらの結果を実施例３と比較すると、フェードバック率を改善するためには、ポリオール物質よりもジオール物質が好ましい場合があることがわかる。
【００９５】
（異なるポリオール物質から作製された）実施例１３および１４、ならびに低い濃度のポリオール（１）で作製された多くの実施例は、非変性ポリ（尿素−ウレタン）のフォトクロミック性能に対して明らかな改善を示している。これらの実施例は、本発明の様々な実施形態を実行しながら広範囲の条件を使用することができることを示す。これにより、フォトクロミック反応に対する著しい改善をもたらすことができる。このような結果と良好な作業条件は、処理の柔軟性と良好な制御を提供し、製造において非常に役立つ。
【００９６】
実施例Ｓ１５に示すように、同じフォトクロミック材料をトルエンに溶解して、最高速度と暗色化を可能にする条件と比較した。この溶液において、フォトクロミック分子は、回転や再構成に対する物理的な制約をほとんど有さない。興味深いことに、変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を形成するために７５％のポリオール（１）を添加して作製された本発明のこれらの例示的な実施形態によるアイウェアレンズ（実施例２、８、１２および１３参照）は、溶液Ｓ１５について観察された非常に速い速度に匹敵するフェードバック率、および同様に低い（暗い）照度Ｔの値を提供した。これらの非限定的な例は、完全に露出しているレンズの暗さを維持および改善しながら、フェードバック率を大幅に改善できることを示している。本発明の特定の実施例において、ポリオール（１）として示す例示的なポリエーテルジオールを用いて、非変性ポリ（尿素−ウレタン）に対するフェード率が１０％〜７０％改善された。また、視感透過率も改善された。実施例１４は、異なるポリオール物質において効果の範囲に違いがある場合を示している。ただし、同時にフェードバック率に著しい改善も得られた。本発明の特定の実施形態のアイウェアレンズは、非変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）よりも少なくとも１０％速いフェードバック率を示すことができた。変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）が光学物品に使用される場合、フェードバック率は、別の実施形態において２０％を超えた改善、別の実施形態において３０％を超えた改善、別の実施形態において４０％を超えた改善、および別の実施形態において５０％以上の改善を得ることができた。驚くべきことに、これらの例のそれぞれにおいて、活性化されたアイウェアレンズの最大の暗さは、非変性フォトクロミックポリ（尿素−ウレタン）を含むレンズと少なくとも同等の暗さであったか、それよりも暗かった。これは、性能の明らかな改善を示している。
【００９７】
以上、例示的な実施形態およびそれらの様々な変形例または派生物を参照して本発明を詳細に説明した。しかしながら、当業者は、本発明の概念および範囲から逸脱することなく、追加の置換、組み合わせおよび変更が可能であることを理解するであろう。また、当業者には、本明細書および添付の図面を参照して、類似の変形例も可能であることが明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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