JPH06102776B2

JPH06102776B2 - 硬化膜およびその硬化膜を有する光学部材

Info

Publication number: JPH06102776B2
Application number: JP1312013A
Authority: JP
Inventors: 英一矢嶋
Original assignee: ホーヤ株式会社
Priority date: 1989-11-30
Filing date: 1989-11-30
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH03172369A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は硬化膜および硬化膜を有する光学部材に関す
る。

〔従来の技術〕

ポリウレタン樹脂、ハロゲン含有樹脂などの高屈折率合
成樹脂の耐擦傷性向上のために、この高屈折率合成樹脂
に有機ケイ素重合体からなる硬化膜を施すことはよく知
られている。また、有機ケイ素重合体からなる硬化膜を
有した高屈折率合成樹脂において、干渉縞の発生を抑制
するために硬化膜に高屈折率金属酸化物の微粒子を含有
させることも知られている。その例として特公昭63−37
142号公報には平均粒子径が１〜300mμの酸化スズ微粒
子と有機ケイ素化合物とを含有したコーティング組成物
の硬化膜が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら特公昭63−37142号公報に開示されている
酸化スズ微粒子と有機ケイ素化合物とを含有したコーテ
ィング組成物は、酸化スズ微粒子がプラスに帯電してい
る状態にあり、また有機ケイ素化合物がマイナスに帯電
している状態にあるため、酸化スズ微粒子が凝集を起こ
しやすい。そのためこのコーティング組成物を例えば高
い透明性が要求される眼鏡用レンズに使用した場合、施
された硬化膜の透明性が不十分となりやすく、コーティ
ング組成物の取扱いがむずかしいという不具合を有して
いた。本発明は上述した課題を解決するためになされ、
その目的は酸化スズ微粒子の特性を損なわず、酸化スズ
微粒子が凝集を起こしにくいコーティング組成物からな
る硬化膜およびその硬化膜を有した光学部材を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述した目的は以下に記す発明によって解決された。

その第１の発明は、下記のＡ成分とＢ成分とを含むコー
ティング組成物を硬化してなることを特徴とする硬化膜
である。

Ａ成分；一般式（R¹）ａ（R³）bSi（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及びｂ
は０または１の整数を表す）で，表される有機ケイ素化
合物またはその加水分解物。

Ｂ成分；酸化タングステン微粒子で被覆された粒径１〜
100ミリミクロンの酸化スズ微粒子。

その第２の発明は光学基板に下記のＡ成分とＢ成分とを
含むコーティング組成物を硬化してなる硬化膜を備えて
いることを特徴とする光学部材である。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明でＡ成分として用いられる一般式（R¹）ａ（R³）bSi（OR²）4-（a+b）で表される有機ケ
イ素化合物又はその加水分解物の例そして例えば、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
メトキシシラン等及びこれらの加水分解物が挙げられる
が、これらのものに限定されるものではない。

本発明でＢ成分で用いられる酸化タングステン微粒子で
被覆された粒径１〜100ミリミクロンの酸化スズ微粒子
は、該微粒子を水、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、硬化膜の屈折
率、耐擦傷性、耐温水性を高め、さらにコーティング組
成物の取扱いを容易にさせるために用いるものである。

酸化スズ微粒子の粒径は１〜100ミリミクロン、特に好
ましくは、５〜20ミリミクロンに限定される。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。

尚、酸化タングステン微粒子で被覆された酸化スズ微粒
子とは、酸化タングステン微粒子と酸化スズ微粒子が化
学または物理的結合で形成され、酸化スズ微粒子のまわ
りを酸化タングステン微粒子が被う構造のものをいう。
該微粒子に特定した理由は以下に記す通りである。

酸化タングステン微粒子は、マイナスに帯電した状態で
ある。この酸化タングステン微粒子で酸化スズ微粒子を
被覆すると酸化スズ微粒子の特性を損なうことなく微粒
子表面全体が負に帯電した状態になる。したがって、有
機ケイ素化合物と混合した場合、有機ケイ素化合物が負
に帯電していることにより、酸化タングステン微粒子で
被覆された酸化スズ微粒子が反発し、凝集を起こさずに
均一に分散することが可能となり、コーティング組成物
の取扱いが容易になる。尚、単に酸化タングステン微粒
子と酸化スズ微粒子とを混合しただけでは、酸化スズ微
粒子の表面を負に帯電させることができないため好まし
くない。

酸化タングステン微粒子で被覆された酸化スズ微粒子の
屈折率は、1.82〜1.86、比重は25℃において1.095〜1.1
15、pHは室温において6.5〜10.0、粘度は25℃で10以下
のものが特に好ましく用いられる。

酸化タングステン微粒子で被覆された酸化スズ微粒子の
使用量は、酸化タングステン微粒子で被覆された酸化ス
ズの固形分量／有機ケイ素化合物またはその加水分解物
の使用量の比率が1/50〜5/1となるのが好ましい。その
理由は、比率が1/50では硬化膜の屈折率が低くなり、基
材への応用範囲が著しく限定され、また5/1を超えると
硬化膜と基板との間にクラック等が生じやすくなり、さ
らに透明性の低下ををきたす可能性が大きくなるためで
ある。

本発明の硬化膜を形成するためのコーティング組成物に
は、反応を促進するために硬化剤を、種々の基板となる
レンズとの屈折率を合わせるために粒子径１〜300mμの
微粒子状金属酸化物を、また塗布時におけるぬれ性を向
上させ、硬化膜の平滑性を向上させる目的で各種の界面
活性剤を含有させることができる。さらに、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
添加することが可能である。

前記硬化剤の例としては、アリルアミン、エチルアミン
等のアミン類、またルイス酸やルイス塩基を含む各種酸
や塩基、例えば有機カルボン酸、クロム酸、次亜鉛素
酸、ホウ酸、臭素酸、亜セレン酸、チオ硫酸、オルトケ
イ酸、チオシアン酸、亜硝酸、アルミン酸、炭酸などを
有する金属塩、さらにアルミニウム、ジルコニウム、チ
タニウムを有する金属アルコキシドまたはこれらの金属
キレート化合物などが挙げられる。

また、前記微粒子状金属酸化物としては、酸化アルミニ
ウム、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化ジルコニウ
ム、酸化ケイ素、酸化セリウムなどの微粒子が挙げられ
る。

本発明の硬化膜は前記コーティング組成物を硬化するこ
とにより得られる。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い、硬化条件とし
ては、70〜200℃の熱風中で行うのが良く、特に好まし
くは90〜150℃が望ましい。

本発明の硬化膜を施すために用いられる基材としては、
メチルメタクリレート単独重合体、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、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、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化
ビニル、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。

本発明の硬化膜を基材上に形成する方法としては、上述
したコーティング組成物を基材に塗布する方法が挙げら
れる。塗布手段としてはディッピング法、スピン法、ス
プレー法等通常行われる方法が適用できるが、面精度の
面からディッピング法、スピン法が特に好ましい。

さらに上述したコーティング組成物を基材に塗布する前
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
行うことによって基材と硬化膜との密着性等を向上させ
ることができる。

本発明の硬化膜は高屈折率膜として反射防止膜に使用で
き、さらに、防曇、フォトクロミック、防汚等の機能成
分を加えることにより、多機能膜として使用することも
できる。

さらに本発明の硬化膜を有する光学部材は、硬化膜の上
に無機物からなる反射防止膜を形成することもでき、眼
鏡レンズ、カメラレンズ、ワードプロセッサーに付設す
る光学フィルターなどに用いることが可能である。

〔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、硬化膜を有する光学
部材は、以下に示す測定法により諸物性を測定した。

（１）耐擦傷性試験スチールウール＃0000で硬化膜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…光学基板と同等の傷が付く（２）干渉縞の有無蛍光灯下で硬化膜を有する光学部材を目視で判断した。
判断基準は次のとおりである。

Ａ…干渉縞がほとんど見えないＢ…少し見えるＣ…かなり見える（３）密着性試験硬化膜に1mm間隔で100目クロスカットし、このクロスカ
ットした所に粘着テープ（商品名“セロテープ”ニチバ
ン（株）製品）を強く貼りつけた後、粘着テープを急速
に剥がし、粘着テープを剥がした後の硬化膜の剥離の有
無を調べた。

（４）耐衝撃性試験中心厚さ2mmの光学部材の中心に127cmの高さから16gの
鋼球を落下させ破損の有無を調べた。

（５）耐温水性試験 50℃の温水に光学部材を５時間浸漬し、前述した同様の
耐擦傷性試験、密着性試験を行った。

（６）透明性試験（ａ）目視テスト暗室内、蛍光灯下で硬化膜にくもりがあるかどうか目視
で調べた。判断基準は次のとおりである。

Ａ…くもりがほとんど見えないＢ…少し見えるＣ…かなり見える（ｂ）ヘーズ値測定直読ヘーズコンピューター（スガ試験機（株）製）を使
用して測定した。

〔実施例１〕（コーティング液の作製）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、前述したＡ成分に該当するγ−グリシドキシプロピ
ルメトキシシラン70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
を行いγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの
加水分解物を得た。次に、前述したＢ成分である酸化タ
ングシテン微粒子に被覆された水分散酸化スズ微粒子
（固形分20％、平均粒子径15ミリミクロン）105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、アルミニウムアセ
チルアセトネート４重量部を前述したγ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシランの加水分解物中に加え、充
分に撹拌した後、濾過を行ってコーティング液を作製し
た。

（硬化膜の形成）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プ
ラスチックレンズ（屈折率nd1.56）を45℃の10％NaOH水
溶液に５分間浸漬して充分に洗浄を行った後、前述した
方法で作製されたコーティング液の中に前記プラスチッ
クレンズを浸漬させ、ディップ法（引き上げ速度14cm/
分）、浸漬終了後プラスチックレンズを130℃で２時間
加熱して硬化膜を形成し、前述した各種の評価を行っ
た。

前述した方法で得られた硬化膜を有するプラスチックレ
ンズは表１に示すように、干渉縞がほとんど見えず、ヘ
ーズ値が0.1でまた目視テストからも透明性が優れたも
のであった。また透明性が優れていることから、コーテ
ィング組成物の金属微粒子が均一に分散されていること
が確認された。

〔実施例２〕実施例１で用いたＡ成分に該当するγ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン70重量部の代わりに、同じＡ
成分に該当するβ−（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70重量部を用いた以外は、実施
例１と同様に行った。評価結果は表１に示すように、実
施例１と同様に優れた物性を有するものであった。

〔実施例３〕実施例１で用いたＡ成分に該当するγ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン70重量部の代わりに、同じＡ
成分に該当するメチルトリメトキシシラン70重量部、硬
化剤としてアルミニウムアセチルアセトネート４重量部
の代わりに酢酸ナトリウム４重量部を用いた以外はすべ
て実施例１と同様に行った。評価結果は表１に示すよう
に、実施例１と同様に優れた物性を有するものであっ
た。

〔比較例１〕実施例１で用いたＢ成分に該当する酸化タングステン微
粒子被覆酸化スズ微粒子105重量部の代わりにメタノー
ル分散アンチモンゾル（固形分30％、平均粒子径15ミリ
ミクロン）78重量部を用いた以外はすべて実施例１と同
様に行った。評価結果は表１に示すように実施例１で得
られたレンズと比べ、耐擦傷性、耐温水性が不十分なも
のであった。

〔比較例２〕実施例１で用いたＢ成分に該当する酸化タングステン微
粒子被膜酸化スズ微粒子の代わりに水分散コロイダルシ
リカ（固形分20％、平均粒子径15ミリミクロン）を用い
た以外はすべて実施例１と同様に行った。結果は、表１
に示すように干渉縞が発生し、外観上好ましくないもの
であった。

〔比較例３〕実施例１で用いたＢ成分に該当する酸化タングステン微
粒子被覆酸化スズ微粒子105重量部の代わりに、酸化タ
ングステン微粒子で被覆されていない水分散酸化スズ微
粒子（固形分20％、平均粒子径10ミリミクロン）105重
量部を用いた以外はすべて実施例１と同様に行った。結
果は、表１に示すようにヘーズ値が8.3と実施例の光学
部材を比べ透明性に劣り、また目視テストにおいても硬
化膜のくもりが見られ、このことより酸化スズ微粒子が
凝集していることが確認された。

〔発明の効果〕以上述べたように、本発明によって酸化スズ微粒子の特
性を損なわず、酸化スズ微粒子が凝集しにくいコーティ
ング組成物からなる硬化膜およびその硬化膜を有する光
学部材を提供することができた。本発明の硬化膜は耐温
水性、透明性が特に良好で眼鏡用レンズとして特に好ま
しく用いることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記のＡ成分とＢ成分とを含むコーティン
グ組成物を硬化してなることを特徴とする硬化膜。Ａ成分；一般式（R¹）ａ（R³）bSi（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及びｂ
は０または１の整数を表す）で表される有機ケイ素化合
物またはその加水分解物。Ｂ成分；酸化タングステン微粒子で被覆された粒径１〜
100ミリミクロンの酸化スズ微粒子。
【請求項２】前記Ｂ成分の酸化タングステン微粒子で被
覆された粒径１〜100ミリミクロンの酸化スズ微粒子の
表面は負に帯電していることを特徴とする請求項１記載
の硬化膜。
【請求項３】前記コーティング組成物に金属塩、金属ア
ルコキシドおよび金属キレート化合物からなる群から選
ばれる１種以上の硬化触媒を含有していることを特徴と
する請求項１記載の硬化膜。
【請求項４】光学基板の下記のＡ成分とＢ成分とを含む
コーティング組成物を硬化してなる硬化膜を備えている
ことを特徴とする硬化膜を有する光学部材。Ａ成分；一般式（R¹）ａ（R³）bSi（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及びｂ
は０または１の整数を表す）で表される有機ケイ素化合
物またはその加水分解物。Ｂ成分；酸化タングステン微粒子で被覆された粒径１〜
100ミリミクロンの酸化スズ微粒子。
【請求項５】前記光学部材は眼鏡用レンズであることを
特徴とする請求項４記載の硬化膜を有する光学部材。