JPH0314321B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、合成樹脂製レンズに関し、特にレン
ズ表面に形成される反射防止膜の密着性に優れた
合成樹脂製レンズに係り、メガネレンズ、カメラ
レンズなどに代表される光学レンズに利用される
ものである。 ［従来の技術］ 一般に、透明合成樹脂、例えばポリ（ジエチレ
ングリコールビスアリルカーボネート）、ポリメ
チルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニルなどは透明性に加えて、
自身の有する軽量、易加工性及び耐衝撃性などの
利点を活かして各種光学部品の分野に応用されて
いる。光学部品において、特に合成樹脂製レンズ
は例えばメガネレンズ、カメラレンズ、プロジエ
クターレンズ、フレネルレンズ、自動車前照灯レ
ンズ、プリズムなどにその用途が拡大している。 合成樹脂製レンズにおいて、その素材としての
ポリメチルメタクリレートは量産成形が容易なこ
とからサングラスに、ポリカーボネートは耐衝撃
性に優れていることから保護帽などの安全メガネ
に、ポリ（ジエチレングリコールビスアリルカー
ボネート）は優れた光学特性を有することから視
力矯正用メガネレンズに主として用いられてい
る。しかしながら、上記透明合成樹脂材料による
レンズはもとより、ガラスレンズにおいても、レ
ンズ表面における光の反射があり、このため視間
透過率が低下し、しかもゴーストと呼ばれる反射
像が現れる。このため、レンズ表面における反射
を減らし、光線透過率を高めることが必要とな
り、通常レンズ表面に反射防止膜が設けられる。
反射防止膜は、例えばMgF₂、LiF、ThF₄、氷晶
石などの無機フツ化物、あるいはSiO、SiO₂、
ZrO₂、CeO₂、WO₂などに代表される金属酸化物
を真空蒸着やスパツタリングなどの方法によりレ
ンズ表面に単層あるいは複層の被膜として形成さ
れる。合成樹脂製レンズは、その表面への反射防
止膜の形成に際し、ガラスレンズに比較して耐熱
性に劣ることから、膜材料や形成方法などの点で
制約を受け、反射防止膜のレンズ表面との密着性
あるいは反射防止膜の耐久性などの点において、
その特性は必ずしも満足されるものでなく長期間
の使用により反射防止膜が剥離してしまうという
欠点がある。これらのことから、従来より合成樹
脂製レンズの表面に反射防止膜を形成する手段に
関し、種々の提案がなされている。例えば、合成
樹脂製レンズの表面をあらかじめアルカリ液、
酸、アミン類などによつて処理する化学的処理あ
るいは、プラズマ、スパツタエツチング、コロナ
放電などによる物理的処理などによつて反射防止
膜の密着性を向上せしめる方法が開示されてい
る。また、合成樹脂製レンズの表面にプライマー
層を形成せしめ、その上に反射防止膜を形成する
方法として、プライマー層の材料にシランカツプ
リング剤、メラミン系樹脂などが提案され、本発
明の出願人も特開昭58−59254号にて変性メラミ
ン系樹脂よりなるプライマー層の材料を提案して
いる。 ［発明の解決しようとする問題点］ 合成樹脂製レンズの表面への反射防止膜を形成
する際、レンズ表面の化学的処理あるいは物理的
処理は、これらの処理に伴ない、その前後に付加
工程を必要としたり、更に物理的処理においては
高価な装置を必要とするなどコスト的に不利とな
ることは免れない。また、プライマー層を形成す
る方法においては、かかる形成処理工程における
歩留り低下、更にプライマー材料の種類によつて
は形成されたプライマー層の経時変化により劣化
が進行し、これに付随して反射防止膜の密着性も
低下し、膜の剥離を生ずるという問題がある。 ［問題を解決するための手段］ 本発明者は、上記問題点に鑑み、合成樹脂製レ
ンズの反射防止膜の形成方法におけるレンズ表面
と反射防止膜との密着性向上について、レンズ表
面を特殊処理したり、プライマー層を形成するこ
となく、合成樹脂製レンズ基材の改質によつて、
上記問題点を解決すべく、種々研究、検討を行な
つた。その結果、合成樹脂製レンズとして好適な
透明重合体が得られるモノマーに、特定のアルコ
キシシラン化合物を配合して重合せしめた重合体
よりなるレンズの表面に形成された反射防止膜は
密着性が格段に優れていて、しかも透明性、機械
的特性などが損なわれないという知見を得て本発
明を完成するに至つたものである。 即ち、本発明は、透明合成樹脂よりなる合成樹
脂製レンズにおいて、該透明合成樹脂にアルコキ
シシラン化合物が含有されてなることを特徴とす
る反射防止膜の密着性に優れる合成樹脂製レンズ
である。 本発明において、透明合成樹脂としては、レン
ズ用の公知のものであつて、モノマーがアルコキ
シシラン化合物を含有して重合し得るものであれ
ば特に限定されない。また、プレポリマーとして
シラツプ状のものに、アルコキシシラン化合物を
配合して重合処理によつて重合が完結し、レンズ
が成形されるものであつてもよい。透明合成樹脂
としては、次のモノマー例えばジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネート、ジアリルフタレー
ト、メチルメタクリレート、メチルアクリレー
ト、シクロヘキシルメタクリレート、２−ヒドロ
キシ−メタクリレート、２−ヒドロキシ−アクリ
レート、２，２−ビス（４−メタクリロイルオキ
シエトキシフエニル）プロパン、スチレン、α−
メチルスチレン、クロルスチレンなどからなる重
合体が挙げられる。また、上記モノマーの二種以
上からなる共重合体でもよい。上記モノマーから
なる重合体において、ポリ（ジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネート）は、アルコキシシラ
ン化合物の配合性や重合体の合成樹脂製レンズと
しての各種特性から最も好適なものとして挙げる
ことができる。しかも、アルコキシシラン化合物
を含有したポリ（ジエチレングリコールビスアリ
ルカーボネート）からなる合成樹脂製レンズはそ
の表面に形成される反射防止膜の密着性は特に優
れている。（以下、透明合成樹脂としてはポリ
（ジエチレングリコールビスアリルカーボネート
にて代表して説明する。） 本発明におけるアルコキシシラン化合物として
は、オルガノシロキサン構造を形成するものであ
つて、それ自身を加熱すると脱水、縮合反応を起
し、オルガノシロキサン構造を形成する。通常部
分加水分解・縮合物の有機溶剤溶液の形態で、合
成樹脂のハードコート剤として用いられているも
のである。本発明に使用されるアルコキシシラン
化合物としては、Si（OR）₄（但し、Ｒは低級アル
キル基、以下同じ）で表される４官能化合物のテ
トラアルコキシシラン、CH₃Si（OR）₃で表される
３官能化合物のメチルトリアルコキシシラン、
C₆H₅Si（OR）₃で表される３官能化合物のフエニ
ルトリアルコキシシランなどの多官能のアルコキ
シシラン化合物である。かかるアルコキシシラン
化合物を更に具体的に例示すると、テトラアルコ
キシシランとしては代表的なテトラエトキシシラ
ン（エチルシリケート）；メチルトリアルコキシ
シランとしてはメチルトリメトキシシラン、メチ
ルトリエトキシシラン；フエニルトリアルコキシ
シランとしてはフエニルトリエトキシシラン化合
物などが挙げられる。これらのアルコキシシラン
化合物は市販品を容易に入手することができる。 本発明において透明合成樹脂に含有されるアル
コキシシラン化合物の含有量は、合成樹脂製レン
ズとしての光学的特性及び機械的強度を著しく低
下させない量として、例えば透明合成樹脂の得ら
れるモノマーに配合せしめる際、モノマーに対し
て0.1〜20重量％が配合されるなる重合体である
のが適当である。かかる範囲の量のアルコキシシ
ラン化合物が含有されることによつて、成形され
たレンズの表面に形成される反射防止膜の密着性
は格段に向上するのが認められる。而して、更に
密着性の効果を高める目的で、アルコキシシラン
化合物のシロキサン構造を促進し、確実なものと
するために、アルコキシシラン化合物の加水分解
及び縮合触媒としての無機酸あるいは有機酸がモ
ノマーに添加して重合された重合体からなる合成
樹脂製レンズであるのが好適である。かかる触媒
としての酸類としては、例えば塩酸、酢酸などが
挙げられ、その添加量はアルコキシシラン化合物
100重量部に対して0.01〜５重量部であるのが好
ましい。 本発明の合成樹脂製レンズにおいて、レンズ表
面に形成される反射防止膜の材料は特に金属酸化
物系において優れた密着性を示す。かかる密着性
の向上理由については明らかではないが、レンズ
表面及び厚さ方向に極めて均質に分散しているシ
ロキサン構造分子と反射防止膜材料、特に金属酸
化物系材料とが化学的に結合することによるもの
と推測される。 合成樹脂製レンズの製造方法は通常次の方法に
よつて行なわれる。即ち、透明合成樹脂の得られ
るモノマーにラジカル重合開始剤を添加して溶解
せしめることによつて調製された混合液を、あら
かじめガスケツトによつてガラス製モールドを組
み込んだ成形型に注入して加熱し重合せしめる。
本発明の製造方法もかかる方法を採用することが
できる。しかしながら、かかる方法に限定される
ものではない。本発明において、例えばジエチレ
ングリコールビスアリルカーボネートに所要量の
アルコキシシラン化合物、ラジカル重合開始剤及
び触媒量の酸を配合して溶解した混合液を成形型
に注入して加熱することによつて行なわれる。 ラジカル重合開始剤は、ジエチレングリコール
ビスアリルカーボネートの重合に通常用いられる
ジイソプロピルパーオキシカーボネートが適当で
あるが、その他、例えばジ−２−エチルヘキシル
パーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパ
ーオキシジカーボネート、ジ−ｎ−ビス（４−
tert−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカー
ボネート、tert−ブチルパーオキシイソプロピル
カーボネートなどのパーオキシカーボネート類、
あるいはベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパ
ーオキサイドなどに代表されるパーオキサイド類
が使用できる。かかる重合開始剤はモノマーに対
し通常１〜５重量％が用いられるが、本発明にお
いてもその範囲内の量で充分である。 本発明の合成樹脂製レンズにおいて、成形され
たレンズに種々の特性を付与する目的で、必要に
応じて添加剤、例えばUV吸収剤として、２，４
−ジヒドロキシベンゾフエノン、２−ヒドロキシ
−４−メトキシベンゾフエノン、２−ヒドロキシ
−４−オクトキシベンゾフエノンなどの誘導体、
ベンゾトリアゾール置換体など、耐酸化剤として
のヒンダートフエノール、ヒンダートアミンな
ど、また帯電防止剤としての第４級アンモニウム
塩、非イオン系界面活性剤などが含有されていて
もよい。 重合条件としての加熱温度は使用される透明合
成樹脂の得られるモノマーの種類によつて異な
り、それぞれの最適温度によつて行なわれるが、
例えばジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ートでは約25℃の室温から徐々に昇温して約125
℃にまで昇温加熱せしめるが、その所要時間は、
24〜48時間を費やして重合を完結せしめるのが適
当である。冷却後、成形型から成形されたレンズ
を取り出し、直ちに反射防止膜の形成処理を行な
うが、必要により、洗浄処理の後、反射防止膜の
形成処理が行なわれる。 反射防止膜の形成処理方法として代表的もの
は、真空蒸着法、イオンプレーテイング法、
CVD法、スパツタリング法などであるが、本発
明の合成樹脂製レンズはいずれの方法も採用する
ことができる。反射防止膜材料としては通常例え
ばシリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化マグネシ
ウム、酸化セリウム、酸化ベリリウム、酸化イン
ジウム、酸化ハフニウムなどの金属酸化物、ある
いはフツ化マグネシウム、フツ化セリウム、フツ
化ランタン、フツ化リチウム、フツ化ナトリウム
などのフツ化物が使用されるが、本発明の合成樹
脂製レンズにおいても、かかる反射防止膜材料が
使用できる。また、上記の反射防止膜材料に金、
銀、銅、クロム、アルミニウムなどを少量加えて
着色させてもよい。上記の反射防止膜材料からな
る反射防止膜は通常特定の１種を特定の膜厚とな
るように単層構造となすか、あるいは特定の数種
を特定の膜厚に多層構造となるように積層されて
なるが、本発明の合成樹脂製レンズはいずれであ
つてもよい。而して、反射防止膜材料において、
レンズに均質に存在するシロキサン分子との化学
的結合による密着性の向上効果の最も顕著なもの
はSiO₂である。例えば、真空蒸着法によりSiO₂、
ZrO₂を交互に特定膜厚となるように形成されて
なる反射防止膜は反射防止性能はもとより密着性
及び耐久性に優れていて、例えば強制環境テスト
においても剥離や亀裂の発生は全く認められな
い。 ［実施例］ 以下に、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定され
るものではない。 実施例 １〜６ 透明重合体が得られるモノマーとしてのジエチ
レングリコールビスアリルカーボネートに、アル
コキシシラン化合物としてテトラエトキシシラ
ン、メチルエトキシシラン、フエニルトリエトキ
シシランより選ばれる１種、アルコキシシラン化
合物の加水分解触媒として酢酸（99.5％）、塩酸
（36％）より選ばれる１種、及び重合開始剤とし
てジイソプロピルパ−オキシジカーボネート（パ
イロールIPP：日本油脂社製品）を第１表に示さ
れる配合量に従つて添加し、よく混合して透明な
混合液を調製した。この混合液をガラス製モール
ドとガスケツトによつて形成されたレンズ成形用
セル中に注入し、33℃に1.5時間維持し、続いて
33〜63℃に14時間を要して昇温し、63℃に45分
間、63〜93℃に45分間、93℃に１時間と各温度に
維持及び昇温を繰返して継続し、合計約18時間を
要して熱重合を完結させた。次に室温まで放冷
し、常法によりレンズを離型した。離型性はいず
れもジエチレングリコールビスアリルカーボネー
トの単独重合体よりなるレンズと何ら差異は認め
られなかつた。このようにして成形されたレンズ
のジオプターは0.00で中心部の厚さ約2.5mmであ
り、完全に透明で、視間透過率測定器（朝日分光
社製MODELDSP−GI）により測定した視間透
過率はいずれも93％であつた。 得られたレンズを、中性洗剤２％溶液、上水、
蒸留水、イソプロピルアルコールが充填された浴
中で順次超音波洗浄を行なつた後、乾燥し、真空
炉内に挿入し、１×10^-5Torr、基板温度60〜100
℃で金属酸化物の膜厚がレンズ表面側から
SiO₂0.045、ZrO₂0，032、SiO₂0.010、ZrO₂0.086、
SiO₂0.089（各μｍ）からなる設計値になるように
真空蒸着処理を行ない反射防止膜を形成せしめ
た。 反射防止膜の形成されたレンズを耐湿テストと
して温度50℃、関係湿度95％に維持された耐湿槽
中に14日間及び30日間それぞれ保持した後、反射
防止膜の密着性をゴバン目テスト、即ち１mm間隔
にゴバン目にカツトして100個のマス目の粘着テ
ープによる剥離試験法により評価した。 ゴバン目テストによるレンズ凹凸両面のテスト
結果を第１表に示した。 実施例 ７ 第１表に示される配合量に従つて、ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネートにジアリルフ
タレートをあらかじめ混合し、これにテトラエト
キシシラン、酢酸、ジイソプロピルパーオキシカ
ーボネート及びジtert−ブチルパーオキサイドを
加えて溶解し、透明な混合液を調製した。この混
合液をガラス製モールドとガスケツトによつて形
成されたレンズ成形用セル中に注入し、33℃に30
時間維持し、続いて33〜63℃に14時間を要して昇
温し、63℃に45分間、63〜93℃に45分間、93℃に
１時間と各温度に維持及び昇温を繰返して継続
し、合計約47時間を要して重合を完結させた。次
に室温まで放冷し、常法によりレンズを離型し
た。離型性は実施例１〜６と何ら差異は認められ
ず、実施例１〜６と同様の形状で、透明な視間透
過率92％のレンズを得た。 得られたレンズを実施例１〜６と同様に真空蒸
着処理して反射防止膜を形成し、次いで耐湿テス
ト後のゴバン目テストを行なつた。 ゴバン目テストによるレンズ凹凸両面のテスト
結果を第１表に示した。 比較例 １ 実施例１において、テトラエトキシシラン及び
酢酸を加えない他は、実施例１と同様の方法で形
成され、更にその表面に反射防止膜の形成された
レンズを得た。得られたレンズを実施例１と同様
に耐湿槽中に２日間保持した後、ゴバン目テスト
を行なつた。 ゴバン目テストによるレンズ凹凸両面のテスト
結果を第１表に示したが凹凸両面とも反射防止膜
は完全に剥離した。 比較例 ２ 比較例１にて成形されたレンズの表面にプライ
マー層として変性メラミン系樹脂からなるプライ
マー層を形成した後、実施例１と同様にプライマ
ー層上に反射防止膜を形成した。得られたレンズ
を実施例１と同様に耐湿テスト後、ゴバン目テス
トを行なつた。 ゴバン目テストによるレンズ凹凸両面のテスト
結果を第１表に示したが凹凸両面とも反射防止膜
は大部分剥離した。

【表】 ［発明の効果］ 本発明の合成樹脂製レンズはアルコキシシラン
化合物を含有してなることに特徴があり、そのた
めに、レンズ表面に形成される反射防止膜は格別
の密着性を有し、従つて耐久性に優れるという効
果を有するものである。 更に、従来は反射防止膜の密着性向上を目的と
して、レンズ表面を特殊処理したり、プレコート
層を形成するなどの予備処理工程を必要としてい
るが、かかる予備処理工程は不良品の発生原因と
なり、それが歩留り低下の要因となつている。し
かるに本発明の合成樹脂製レンズはかかる予備処
理工程を必要としないことから、不良品の発生原
因が除かれることとなり、コスト的にも格段に有
利となるという効果が認められるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透明合成樹脂よりなる合成樹脂製レンズにお
   いて、該透明合成樹脂にアルコキシシラン化合物
   が含有されてなることを特徴とする反射防止膜の
   密着性に優れる合成樹脂製レンズ。 ２ アルコキシシラン化合物がオルガノシロキサ
   ン構造を形成する多官能化合物のテトラアルコシ
   シラン、メチルトリアルコキシシラン及びフエニ
   ルトリアルコキシシランから選ばれるシラン化合
   物であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の合成樹脂製レンズ。 ３ 透明合成樹脂がポリ（ジエチレングリコール
   ビスアリルカーボネート）であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の合成樹脂製レン
   ズ。