JPH04271301A - 硬化被膜を有する光学部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、硬化被膜を有する光学
部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックレンズなどのプラスチック
成形品の耐擦傷性を向上させるために、その表面に硬化
被膜を施すことは良く知られている。例えば、特開昭５
７−２７３５号公報には、プラスチックレンズの表面に
、エポキシ基並びにシラノールおよび／またはシロキサ
ン基の両者又は一方を含有する化合物と、粒径１ないし
１００ミリミクロンのシリカ微粒子と、アルミニウムキ
レート化合物とからなるコーティング組成物を塗布硬化
して硬化被膜を形成する方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記特公昭５７−２７
３５号公報に開示されたコーティング組成物をプラスチ
ックレンズに塗布硬化して硬化被膜を形成した場合、プ
ラスチックレンズの種類によっては、プラスチックレン
ズと硬化被膜との密着性が不十分であり、硬化被膜が剥
離しやすいという欠点がある。そのため、予めプラスチ
ックレンズにプラズマ処理、プライマー処理などの前処
理を施した後、コーティング組成物を塗布硬化すること
も行なわれているが、このような前処理を施すことは工
程が煩雑になるだけでなく、このような前処理をしても
プラスチックレンズと硬化被膜との密着性は必ずしも十
分でないという欠点がある。従って本発明の目的は、前
記従来技術の欠点を改良し、プラスチックレンズなどの
プラスチック成形品の表面に密着性にすぐれた硬化被膜
を有する光学部材を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するためになされたものであり、基材の表面に、（
Ａ）一般式 （Ｒ１　）ａ　（Ｒ３　）ｂ　Ｓｉ（ＯＲ２　）４−（
ａ＋ｂ）　（ここでＲ１　はエポキシ基を含む、炭素数
４〜１４の有機基、Ｒ２　は炭素数１〜４のアルキル基
または炭素数１〜４のアシル基、Ｒ３　は炭素数１〜６
のアルキル基、ａおよびｂは０又は１の整数である） で示される有機ケイ素化合物および／またはその加水分
解物と、（Ｂ）粒径１〜１００ミリミクロンのシリカ微
粒子と、（Ｃ）一般式 Ａｌ・Ｘｍ　Ｙ３−ｍ　 （ここでＸはＯＬ（Ｌは炭素数１〜４のアルキル基）、
Ｙは一般式Ｍ１　ＣＯＣＨ２　ＣＯＭ２　（Ｍ１　，Ｍ
２　はいずれも炭素数１〜４のアルキル基）で示される
化合物に由来する配位子および一般式Ｍ３　ＣＯＣＨ２
　ＣＯＯＭ４　（Ｍ３　，Ｍ４　はいずれも炭素数１〜
４のアルキル基）で示される化合物に由来する配位子か
ら選ばれる少なくとも１つであり、ｍは０，１または２
である）で示されるアルミニウムキレート化合物と、（
Ｄ１　）一般式 ［（Ｃｎ　Ｈ２ｎ＋１）２　ＮＣＳ２　］２　Ｚｎ（こ
こでｎは１〜６の整数である） で示されるジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛および／
または （Ｄ２　）一般式 （Ｃｐ　Ｈ２ｐ＋１）２　ＮＣＳ２　Ｎａ（ここでｐは
１〜６の整数である） で示されるジアルキルジチオカルバミン酸ナトリウムと
、を含むコーティンング組成物を塗布硬化してなる硬化
被膜を有することを特徴とする光学部材を要旨とするも
のである。

【０００５】以下本発明を詳細に説明する。本発明の光
学部材は基材の表面にコーティング組成物を塗布硬化し
てなる硬化被膜を有することを特徴とするものであり、
コーティング組成物は、上述の（Ａ）成分と（Ｂ）成分
と（Ｃ）成分と（Ｄ１　）成分および／または（Ｄ２　
）成分とを含むものである。

【０００６】（Ａ）成分として用いられる一般式（Ｒ１
　）ａ　（Ｒ３　）ｂ　Ｓｉ（ＯＲ２　）４−（ａ＋ｂ
）　で示される有機ケイ素化合物としては、公知のもの
が用いられ、その例としては、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ
エトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメトキシ
エトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリアセト
キシシラン、（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチ
ルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメ
チルモノメトキシシラン、メチルトリメトキシシランな
どが挙げられる。（Ａ）成分としては、有機ケイ素化合
物の加水分解物を用いることもでき、このような有機ケ
イ素化合物の部分加水分解物は、上記有機ケイ素化合物
を部分的にまたは完全に加水分解して得られる。この加
水分解は、塩酸、硫酸などの無機酸や酢酸などの有機酸
の存在下に行なうのが好ましい。（Ａ）成分としての有
機ケイ素化合物またはその加水分解物は単独または混合
して用いられる。また（Ａ）成分として、上記有機ケイ
素化合物とその加水分解物を併用することもできる。

【０００７】（Ｂ）成分として用いられる粒径１〜１０
０ミリミクロンのシリカ微粒子は、シリカ微粒子を水、
有機溶媒またはこれらの混合溶媒に分散させたコロイド
溶液の形で用いられる。このシリカ微粒子は、主に硬化
被膜の耐擦傷性を高めるために用いられるものである。 シリカ微粒子を分散させるために用いられる有機溶媒と
しては、メタノール、エタノール等のアルコール類など
がある。シリカ微粒子の粒径は１〜１００ミリミクロン
に限定され、特に好ましくは、５〜２０ミリミクロンで
ある。その理由は１ミリミクロン未満の粒径では微粒子
の安定性に欠け、硬化被膜の耐久性に劣り、また１００
ミリミクロンを超える粒径では硬化被膜の透明性に欠け
る問題があり好ましくないからである。

【０００８】（Ｃ）成分として用いられる一般式Ａｌ・
Ｘｍ　Ｙ３−ｍ　で示されるアルミニウムキレート化合
物としては、公知なものが挙げられ、その例として、ア
ルミニウムアセチルアセトネート、アルミニウムビスエ
チルアセトアセテートモノアセチルアセトネート、アル
ミニウム−ジ−ｎ−ブトキシド−モノエチルアセトアセ
トネート、アルミニウム−ジ−ｉｓｏ−プロポキシド−
モノメチルアセトアセテートなどが挙げられる。尚これ
ら（Ｃ）成分は二種以上併用することも可能である。 （Ｃ）成分は、硬化反応を促進し、低温で硬化させるた
めに用いられる硬化剤である。

【０００９】しかし上記（Ｃ）成分の硬化反応促進効果
は未だ十分でない。そこで本発明においては、硬化剤と
して（Ｃ）成分以外に（Ｄ１　）成分および／または（
Ｄ２　）成分を用いるものである。 （Ｄ１　）成分として用いられる一般式［（Ｃｎ　Ｈ２
ｎ＋１）２　ＮＣＳ２　］２　Ｚｎで示されるジアルキ
ルジチオカルバミン酸亜鉛の例として、例えばジメチル
ジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸
亜鉛、ジプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジ
チオカルバミン酸亜鉛、ジペンチルジチオカルバミン酸
亜鉛、ジヘキシルジチオカルバミン酸亜鉛などが挙げら
れる。尚、これらのジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛
は二種以上併用することも可能である。

【００１０】また（Ｄ２　）成分として用いられる一般
式（Ｃｐ　Ｈ２ｐ＋１）２　ＮＣＳ２　Ｎａで示される
ジアルキルジチオカルバミン酸ナトリウムの例として、
ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジエチルジチ
オカルバミン酸ナトリウム、ジプロピルジチオカルバミ
ン酸ナトリウム、ジブチルジチオカルバミン酸ナトリウ
ム、ジペンチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジヘキ
シルジチオカルバミン酸ナトリウムなどが挙げられる。 尚、これらのジアルキルジチオカルバミン酸ナトリウム
化合物は、二種以上併用することも可能である。

【００１１】硬化剤として、上記（Ｄ１　）成分および
／または（Ｄ２　）成分を、前記（Ｃ）成分とともに用
いることにより、硬化剤として（Ｃ）成分のみを使用し
た場合に比べ、硬化反応が一層促進され、基材との密着
性にすぐれ、かつ耐擦傷性にもすぐれた硬化被膜が得ら
れる。

【００１２】なお、（Ｄ１　）成分のジアルキルジチオ
カルバミン酸亜鉛および（Ｄ２　）成分のジアルキルジ
チオカルバミン酸ナトリウムと金属種のみ異なるジアル
キルジチオカルバミン酸ニッケル、ジアルキルジチオカ
ルバミン酸鉄、ジアルキルジチオカルバミン酸銅などを
使用した場合、これらが硬化被膜を着色させたり、コー
ティング組成物に溶解しないなどの問題があることが確
認されている。ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛につ
いても同様であった。

【００１３】次に各成分の配合割合について説明する。 （Ｂ）成分の添加量は、（Ａ）成分１重量部に対し０．
０１〜５重量部、特に好ましくは０．１〜１．５重量部
とするのが好ましい。その理由は、０．０１重量部より
少ないと硬化被膜の耐擦傷性が不十分であり、５重量部
を超えると硬化被膜にクラックが生じやすくなり、さら
に硬化被膜の透明性が低下する危険性が大きくなるため
である◎（Ｃ）成分の添加量は、（Ａ）成分１重量部に
対し０．０１〜０．２重量部とするのが好ましい。その
理由は、０．０１重量部より少ないと硬化不十分であり
、０．２重量部を超えると硬化被膜の透明性が低下する
危険性が大きくなるためである。（Ｄ１　）成分および
／または（Ｄ２　）成分の添加量は（Ａ）成分１重量部
当り０．０００１〜０．１重量部、特に好ましくは０．
００５〜０．０２重量部とするのが好ましい。０．００
０１重量部より少なくなると硬化被膜の密着性が不十分
であり、０．１重量部を超えると硬化被膜の透明性が低
下する可能性が大きくなるためである。

【００１４】さらに本発明に用いられるコーティング組
成物は、上記必須成分とともに種々の基板（プラスチッ
クレンズなどのプラスチック成形品）との屈折率と合わ
せるため、また耐擦傷性をさらに向上させるために、ア
ルミニウム、チタン、アンチモン、ジルコニウム、セリ
ウムなどの金属の酸化物からなる微粒子状無機物を含有
することが可能である。さらに塗布時における流れ性を
向上させ、硬化膜の平滑性を向上させる目的で各種界面
活性剤を添加することができる。また紫外線吸収剤、酸
化防止剤等も硬化膜の物性に影響を与えない限り添加可
能である。コーティング組成物は、その塗布性を向上さ
せるために、通常はアルコール類、ケトン類、セロソル
ブ類、カルボン酸類などの溶媒に上記必須成分および任
意成分が溶解または分散されている。コーティング組成
物の基材表面への塗布手段としてはディッピング法、ス
ピン法、スプレー法等通常行なわれる方法が適用できる
が、面精度等の面から特にディッピング法、スピン法が
好ましい。

【００１５】コーティング組成物が塗布される基材とし
ては、メチルメタクリレートと１種以上の他のモノマー
とをモノマー成分とする共重合体、ジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネート単独重合体、イオウを含有す
る共重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ートと１種以上の他のモノマーとをモノマー成分とする
共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ
スチレン、ハロゲンを含有する共重合体、ポリ塩化ビニ
ル、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリウレタンなどのプラスチックレンズ、あるい
は無機ガラスレンズなどが挙げられるが、基材として、
アクリル共重合体系プラスチックレンズを用いたときに
特にすぐれた密着性、耐擦傷性が得られる。このアクリ
ル共重合体系プラスチックレンズとしては、ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネート／ベンジルメタクリ
レート／ジアリルフタレート三元共重合体系プラスチッ
クレンズが挙げられる。さらにジエチレングリコールビ
スアリルカーボネート／ベンジルメタクリレート／ジア
リルフタレート／アルキルメタクリレート四元共重合体
も挙げられる。これらのアクリル系共重合体は、特開昭
５１−１２５４８７号、同５４−４１９６５号、同５９
−１９１７０８号の各公報およびＷＯ８９／０９４１８
号公報に開示されている。

【００１６】コーティング組成物の硬化は熱風乾燥、活
性エネルギー線照射によって行なうが、好適には、７０
〜２００℃の熱風中で行なうのが良く、特に好ましくは
９０〜１５０℃の熱風中で行なうのが望ましい。活性エ
ネルギー線としては遠赤外線等があり熱による損傷を低
く抑えることが出来る。なお、コーティング組成物を基
材に塗布硬化する前に、酸、アルカリ、各種有機溶媒に
よる化学的処理、プラズマ、紫外線等による物理的処理
、各種洗剤を用いる洗浄処理、更には、各種樹脂を用い
たプライマー処理を行なうこともできる。

【００１７】本発明の光学部材は、その表面上に反射防
止膜の機能膜を施すこともできる。本発明の光学部材は
、眼鏡レンズのほか、カメラ用レンズ、ワードプロセッ
サーのディスプレイに付設する光学フィルター、自動車
の窓ガラスに使用することが可能である。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、本実施例および比較例で得られた、硬化被膜
を有するプラスチックレンズは、以下に示す測定法によ
り諸物性を測定した。

【００１９】（１）耐擦傷性試験 スチールウール＃００００でプラスチックレンズ表面を
擦って傷のつきにくさを目視で判断した。判断基準は次
のようにした。 Ａ…強く擦ってもほとんど傷がつかないＢ…強く擦ると
かなり傷が付く Ｃ…レンズ基板と同等の傷が付く （２）密着性試験 ＪＩＳ　　Ｄ−０２０２に準じてクロスカットテープ試
験を行なった。すなわち、１ｍｍ間隔で１００目クロス
カットし、粘着テープ（商品名“セロテープ”ニチバン
（株）製品）を強く貼りつけた後、表面から９０°方向
に急速に剥がし、硬化被膜の残っているマス目を調べた
。

【００２０】（３）外観試験 暗室内、螢光等下で硬化被膜付きプラスチックレンズに
くもりまたは着色があるかどうか目視で調べた。判断基
準は次のとうりである。Ａ…くもりまたは着色がほとん
ど見えない。Ｂ…少し見える。Ｃ…かなり見える。

【００２１】（４）染色性試験 得られた硬化被膜付きプラスチックレンズを、プラスチ
ックレンズ染色用溶液（ホーヤ（株）製ＨＩ−ＬＵＸ用
染色剤マロン）に８０℃１０分間浸漬して染色濃度を測
定した。染色濃度の測定は、λ＝５５０ｎｍの波長光を
用いて行なった。 染色濃度（％）＝１００−透過率（％）［実施例１］ （コーティング液の調製） マグネッティックスターラーを備えたガラス製の容器に
（Ａ）成分であるγ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン１００重量部を加え、撹拌しながら、０．１規
定塩酸１６重量部を滴下した。滴下終了後、２４時間撹
拌を行ない加水分解物を得た。ついで、（Ｂ）成分であ
る水分散シリカ微粒子（固形分２０％、平均粒子径１５
ミリミクロン）１００重量部、溶媒としてイソプロピル
アルコール８０重量部、エチルセロソルブ８０重量部、
さらに滑剤としてシリコーン系界面活性剤１重量部、硬
化剤として（Ｃ）成分のアルミニウムアセチルアセトネ
ート４重量部、（Ｄ１　）成分のジメチルジチオカルバ
ミン酸亜鉛１重量部を加え、十分に撹拌した後、ろ過を
行ない、コーティング液を得た。

【００２２】（硬化被膜の形成）ジエチレングリコール
ビスアリルカーボネートとベンジルメタクリレートとジ
アリルイソフタレートからなるアクリル系共重合体プラ
スチックレンズ（屈折率ｎｄ　１．５６）を４５℃の１
０％ＮａＯＨ水溶液に５分間浸漬して十分に洗浄を行な
った後、上記の方法で調製されたコーティング液を用い
て、ディップ法（引き上げ速度１４ｃｍ／分）でコーテ
ィングを行ない１３０℃で２時間加熱し硬化被膜を形成
し、各種の評価を行なった。

【００２３】上記方法で得られた硬化被膜を有するプラ
スチックレンズは、表１に示すように、耐擦傷性、外観
、染色性が良好で、さらに密着性にも優れたレンズであ
ることが確認された。

【００２４】［実施例２］（Ｂ）成分の水分散シリカ微
粒子１００重量部とともに水分散アンチモン微粒子（固
形分２０％、平均粒径２０ミリミクロン）５０重量部を
用いたことおよびアルカリによる前処理を行なわなかっ
たこと以外は、実施例１と同様に行なった。評価結果は
表１に示すように実施例１同様優れた物性を有するもの
であった。

【００２５】

【表１】

【００２６】［実施例３〜９］表−２、表−３に示すよ
うに、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分並びに（Ｄ
１　）成分または（Ｄ２　）成分を所定量配合して得た
コーティング組成物を基材に塗布、硬化して硬化被膜を
有する光学部材を得た。得られた実施例３〜９の硬化被
膜付き光学部材について、実施例１と同様に各種物性を
評価した。結果は表−２、表−３に示すように実施例１
と同様の結果が得られた。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】［比較例１］（Ｄ１　）成分のジメチルジ
チオカルバミン酸亜鉛を用いなかった以外は、実施例１
と同様に行なった。その結果は表−４に示すように、密
着性、染色性が不十分であった。

【００３０】

【表４】

【００３１】［比較例２〜５］（Ｄ１　）成分のジメチ
ルジチオカルバミン酸亜鉛の代わりに、（Ｄ１　）、（
Ｄ２　）成分以外の硬化剤であるジベンジルジチオカル
バミン酸亜鉛（比較例２）、ジメチルジチオカルバミン
酸ニッケル（比較例３）、ジメチルジチオカルバミン酸
鉄（比較例４）、ジメチルジチオカルバミン酸銅（比較
例５）を用いた以外は、実施例１と同様に行なった。そ
の結果は表−５に示すように、硬化被膜にくもり、着色
、イブツが見られ眼鏡用レンズとして使用できないもの
であった。

【００３２】

【表５】

【００３３】［比較例６〜７］実施例１で用いた（Ｃ）
成分アルミニウムアセチルアセトネートを用いず硬化剤
として（Ｄ１　）成分であるジメチルジチオカルバミン
酸亜鉛（比較例６）、（Ｄ２　）成分であるジメチルジ
チオカルバミン酸ナトリウム（比較例７）のみを用いた
以外は実施例１と同様に行った。その結果、表−６に示
すように耐擦傷性が低いものであった。

【００３４】

【表６】

【００３５】

【発明の効果】上述したように本発明の硬化被膜を有す
る光学部材は、基材と硬化被膜との密着性にすぐれ、耐
擦傷性、外観、染色性に優れているという顕著な利点を
有する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基材の表面に、 （Ａ）一般式 （Ｒ１　）ａ　（Ｒ３　）ｂ　Ｓｉ（ＯＲ２　）４−（
   ａ＋ｂ）　（ここでＲ１　はエポキシ基を含む、炭素数
   ４〜１４の有機基、Ｒ２　は炭素数１〜４のアルキル基
   または炭素数１〜４のアシル基、Ｒ３　は炭素数１〜６
   のアルキル基、ａおよびｂは０又は１の整数である） で示される有機ケイ素化合物および／またはその加水分
   解物と、（Ｂ）粒径１〜１００ミリミクロンのシリカ微
   粒子と、（Ｃ）一般式 Ａｌ・Ｘｍ　Ｙ３−ｍ　 （ここでＸはＯＬ（Ｌは炭素数１〜４のアルキル基）、
   Ｙは一般式Ｍ１　ＣＯＣＨ２　ＣＯＭ２　（Ｍ１　，Ｍ
   ２　はいずれも炭素数１〜４のアルキル基）で示される
   化合物に由来する配位子および一般式Ｍ３　ＣＯＣＨ２
   　ＣＯＯＭ４　（Ｍ３　，Ｍ４　はいずれも炭素数１〜
   ４のアルキル基）で示される化合物に由来する配位子か
   ら選ばれる少なくとも１つであり、ｍは０，１または２
   である）で示されるアルミニウムキレート化合物と、（
   Ｄ１　）一般式 ［（Ｃｎ　Ｈ２ｎ＋１）２　ＮＣＳ２　］２　Ｚｎ（こ
   こでｎは１〜６の整数である） で示されるジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛および／
   または （Ｄ２　）一般式 （Ｃｐ　Ｈ２ｐ＋１）２　ＮＣＳ２　Ｎａ（ここでｐは
   １〜６の整数である） で示されるジアルキルジチオカルバミン酸ナトリウムと
   、を含むコーティンング組成物を塗布硬化してなる硬化
   被膜を有することを特徴とする光学部材。
2. 【請求項２】　　基材が、プラスチック成形品である、
   請求項１に記載の光学部材。
3. 【請求項３】　　プラスチック成形品が、プラスチック
   レンズである、請求項２に記載の光学部材。