JPH0980206A

JPH0980206A - プラスチックレンズ

Info

Publication number: JPH0980206A
Application number: JP7238688A
Authority: JP
Inventors: Osamu Abe; 修阿部; Sumuto Shimizu; 澄人清水; Michiko Seki; 道子関; Tomoya Shitsuin; 智哉執印; Hisashi Ogasawara; 恒小笠原
Original assignee: Nikon Corp; Nasu Nikon KK
Current assignee: Nikon Corp; Nasu Nikon KK
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】プラスチックレンズ基材とハードコート層と
の間にプライマー層を設け、耐衝撃性に優れたプラスチ
ックレンズを提供する。【解決手段】プラスチックレンズ基材両表面上に、ハー
ドコート層を設けたプラスチックレンズにおいて、少な
くとも一方の前記プラスチックレンズ基材表面と前記ハ
ードコート層との間に、架橋されたポリビニルアセター
ル樹脂からなるプライマー層を設けたことを特徴とする
プラスチックレンズ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被覆膜の密着性が良好
で、耐衝撃性、耐擦傷性、耐薬品性、耐候性、反射防止
性に優れたプラスチックレンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックレンズは軽量、耐衝撃性、
簡易加工性、染色性などの長所があり、光学材料、特に
眼鏡レンズの分野で近年急速に普及している。しかし、
一般にプラスチックレンズは非常に傷つきやすいという
欠点を有する。そのため、通常は表面硬度の向上を目的
にレンズの表面にシリコン系のハードコート膜が設けら
れている。また、像のチラツキ（光の反射率の低下及び
光線透過率の向上をはかり像の重畳（フレア）によるコ
ントラストの低下あるいは二重結像（ゴースト））の原
因である表面反射を抑える目的で、ハードコート膜表面
上に無機物質を蒸着した反射防止膜を設けることによ
り、プラスチックレンズに高付加価値を付与している。

【０００３】しかしながら、ハードコート膜と反射防止
膜双方を設けたプラスチックレンズは、膜を一切設けて
いないプラスチックレンズやハードコート膜のみを設け
たプラスチックレンズに比べてレンズの柔軟性、つまり
衝撃吸収性が急激に低下するために、耐衝撃性が著しく
低下するという欠点がある。米国では、眼鏡を含めた医
療機器や医薬品に対して安全基準を設けており、視力矯
正器具である眼鏡レンズについて、Food and Drag Admi
nistration（以下、「ＦＤＡ」という）という安全基準
がある。ＦＤＡ基準によると、プラスチックレンズの上
部50インチ（127cm）のところから、直径5/8インチ（1
6.3mm）、重さ0.56オンス（15.9g）の鉄球を落下させ、
破片が飛び散らないことが要求されている。それでも、
プラスレンズの場合は中心厚が十分に厚いため米国のＦ
ＤＡ規格に合格するが、マイナスレンズの場合は中心厚
が薄いためＦＤＡ規格には合格しない場合がでてくる。
特に最近の傾向は外観上の問題としてマイナスレンズの
中心厚は薄くする方向にあり、耐衝撃性の点では大きな
問題となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ハードコート及び反射
防止コート等の表面処理の行われたプラスチックレンズ
において、米国のＦＤＡ規格の耐衝撃性試験に合格させ
るためのいくつかの手法が既に提案されている。第一の
方法として、マイナスレンズの中心厚を厚くすることに
より耐衝撃性を向上させようとするものである。

【０００５】しかしながら、これはレンズの縁厚を増加
させるため外観が損なわれるほか、レンズの重量も増加
するなど実用上も好ましくない。また、プラスチックレ
ンズの素材によっては、中心厚の増加だけではＦＤＡ規
格の耐衝撃性試験に合格するレンズを提供できない場合
もある。第二の方法として、ハードコート膜及び反射防
止膜双方を設けていることによる耐衝撃性の低下があっ
ても、米国ＦＤＡ規格の耐衝撃性試験に合格する程度の
衝撃強度を有するプラスチックレンズ素材の提案がかな
りなされている。例えば、特開昭６１−１７０７０１号
公報、特開平１−２４４４０１号公報、特開平２−３６
２１６号公報、特開平４−１５９３０９号公報、特開平
４−１６１４１２号公報、特開平４−１２６７１０号公
報、特開平５−５０１１号公報、特開平４−１４２３１
５号公報、特開平４−１６１４１０号公報、特開平４−
１６１４１１号公報、特開平４−２０２３０８号公報、
特開平４−２０２３０９号公報などである。

【０００６】しかしながら、いずれの提案もハードコー
ト膜及び反射防止膜双方とも施していない状態でのＦＤ
Ａ規格合格であり、レンズの最低中心厚に関しても１．
５ミリメートルもしくは２ミリメートルと厚く、実用上
十分な耐衝撃性を示すプラスチックレンズ素材はまだ提
案されていないのが現状である。第三の方法として、プ
ラスチックレンズ基材とハードコート膜との間に樹脂組
成物よりなるプライマー層を設けるというものである。

【０００７】元来プライマー層は、プラスチックレンズ
基材とハードコート膜との密着性改善の一手法として提
案されたものであり、ケン化、プラズマ処理などの表面
改質手法と同様、密着性の改善が主目的であった。この
目的で提案されているプライマー層の先行技術として
は、エポキシ化合物を用いる方法（特開昭６０−２１４
３０１号公報）、アクリル系及び／又はメタクリル系化
合物と芳香族ビニル化合物を主成分とする方法（特開昭
６０−２１４３０２号公報）、アクリルポリオールと多
官能有機イソシアネート化合物からなるプライマー組成
物を用いる方法（特開昭６１−１１４２０３号公報）な
どがある。いずれの場合も主目的の密着性の改善は達成
され、耐薬品性等の特性も得られているものの、耐衝撃
性の向上はなされていない。

【０００８】耐衝撃性の向上を目的としたプライマー層
としては、ポリウレタン樹脂を用いる方法が提案されて
いる。特開昭６３−１４００１号公報、特開昭６３−８
７２２３号公報に開示された方法は、ポリウレタン樹脂
溶液をプラスチックレンズに塗布した後、溶剤を揮発さ
せてポリウレタン樹脂層を得る方法で、得られるポリウ
レタン層は架橋構造を有していないいわゆる熱可塑性樹
脂の膜である。このポリウレタン層を有するプラスチッ
クレンズをハードコート膜を設けるためにレンズをハー
ドコート液に浸すと、プライマー層のポリウレタンがハ
ードコート液の溶剤に溶解し、ハードコート液中に溶出
してハードコート液をしばしば汚染する。また、溶剤に
より侵食を受けプライマー層の透明性が失われ、白濁化
することが多い。また、特開昭６１−１１４２０３号公
報にはアクリルポリオールと多官能有機イソシアネート
化合物からなるプライマー組成物を塗布し、硬化させた
架橋構造をもつポリウレタン層を形成することが開示さ
れている。しかしながら、常温で活性水素と反応し得る
イソシアネート化合物を用いるため、ポリオールの水酸
基とイソシアネート基の反応がプライマー液の保存中に
も進行するため、プライマー液の使用可能時間はあまり
長くできない欠点を有する。

【０００９】特開平３−１０９５０２号公報、特開平４
−３６６８０１号公報、特開平５−２５２９９号公報に
おいては、ブロック型イソシアネートを用いることによ
り低温でのポリオールとの反応を抑制し、プライマー液
の使用可能時間を改善する方法が開示されている。しか
しながら、レンズに塗布後プライマー液を硬化するため
には、まずブロック剤の脱離が必要であり、そのために
１２０℃を越える高温が必要となる。このことにより、
軟化温度がそれほど高くないプラスチック基材にはこの
手法そのものが適用できないという制約が生じ、さらに
有機染料により染色したプラスチックレンズの色調を著
しく変化させてしまうという問題があった。

【００１０】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、ハードコート膜、又はハードコート膜
及び反射防止膜を有するプラスチックレンズにおいて、
比較的低温かつ短時間で加熱処理することにより硬化可
能なプライマー層を、プラスチックレンズ基材とハード
コート膜との間に設けた、耐衝撃性に優れたプラスチッ
クレンズを提供することを目的とした。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点の解決のため
に鋭意検討を重ねた結果、プラスチックレンズ基材両表
面上に、ハードコート層を設けたプラスチックレンズに
おいて、少なくとも一方の前記プラスチックレンズ基材
表面と前記ハードコート層との間に、架橋されたポリビ
ニルアセタール樹脂からなるプライマー層を設けたプラ
スチックレンズが優れた耐衝撃性を有し、米国のＦＤＡ
規格に十分合格する特性をもつことを見いだした。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明において、架橋されたポリ
ビニルアセタールからなるプライマー層の形成は、主成
分であるポリビニルアセタールと、加水分解性オルガノ
シラン化合物又はその加水分解縮合物、アルミニウム又
はチタニウムのアルコキシド化合物あるいはアルミニウ
ム又はチタニウムのアルコキシドジケトネート化合物及
び硬化触媒を溶解したプライマー組成物をプラスチック
レンズ表面に塗布し、加熱処理することにより可能であ
る。

【００１３】さらに、前記プライマー組成物に無機酸化
物微粒子を分散させたプライマー組成物をプラスチック
レンズ表面に塗布し、加熱処理することにより、無機酸
化物微粒子を分散含有し、かつ架橋されたポリビニルア
セタール樹脂からなるプライマー層を形成することがで
きる。本発明におけるプライマー組成物の主成分であ
り、一般式(Ｉ）

【００１４】

【化１】

【００１５】で示されるポリビニルアセタールは、アセ
タール部のアルキル基の炭素数が０から２０のものが利
用でき、好ましくは０から１０のものであり、特に好ま
しくはアルキル基の炭素数が３であるポリビニルブチラ
ールである。アセタール化度は１０から９０％のものが
使用でき、好ましくは２０から８０％のアセタール化度
のポリビニルアセタールである。

【００１６】アセタール化度が１０％未満では衝撃強度
の改善が不十分であり、またアセタール化度が９０％以
上のポリビニルアセタールは合成が困難であるほか、合
成できたとしてもプラスチック基材との密着性の低下が
予測される。ポリビニルアセタールの重合度は好ましく
は５，０００以下のものであるが、より好ましくは１０
０から３，０００である。重合度が高すぎては溶媒に溶
解しにくくなるほか、最適アセタール化度のポリビニル
アセタールを合成するのが困難である。逆に、重合度が
低すぎては衝撃強度の改善が不十分となる。

【００１７】なお、一般式（Ｉ）のポリビニルアセター
ル中のアセチル基は本発明においては必須成分ではない
が、ポリビニルアセタールの原料であるポリビニルアル
コールがポリ酢酸ビニルの加水分解によって合成される
ため、少量残存するものである。プライマー組成物中の
ポリビニルアセタールの添加量としては１〜２０重量
％、好ましくは１〜１０重量％である。ポリビニルアセ
タールの添加量が多すぎるとプライマー組成物の粘度が
高くなりすぎプラスチック光学部品への塗布が困難にな
るほか、プライマー塗布層が厚くなりすぎ塗布面の均一
性が失われる。逆にポリビニルアセタールの添加量が少
なすぎるとプライマー塗布層が薄くなりすぎ衝撃強度の
改善が不十分となる。

【００１８】架橋剤として、一般式（II）

【００１９】

【化２】

【００２０】又は一般式（III）

【００２１】

【化３】

【００２２】のオルガノシラン化合物の有機金属アルコ
キシド化合物が用いられる。オルガノシラン化合物中の
加水分解基が加水分解してシラノール基を生成し、一般
式（IV）

【００２３】

【化４】

【００２４】有機金属アルコキシド化合物と反応する。
そして、さらに触媒の作用と熱によりポリビニルアセタ
ール中の水酸基と脱水縮合反応がおこり分子間又は分子
内で架橋が行われる。架橋にあずかる分子は、オルガノ
シラン化合物の加水分解物又はその縮合物である。オル
ガノシラン化合物はそのまま添加されてもよいし、あら
かじめ加水分解されたものが添加されてもよい。また、
１種類のオルガノシラン化合物を単独で用いてもよい
し、２種類以上のオルガノシラン化合物を混合して用い
てもよい。

【００２５】オルガノシラン化合物としては、加水分解
基がハロゲン原子であるハロシラン化合物類、加水分解
基がアルコキシ基であるアルコキシシラン化合物類、加
水分解基がカルボキシ基であるカルボキシシラン化合物
類、又は加水分解基がケトオキシム基であるケトオキシ
ムシラン化合物類などを用いることができるが、好まし
くはアルコキシシラン化合物類である。

【００２６】一般式（II）で示される加水分解性オルガ
ノシラン化合物の具体的な例としては、ジメチルジメト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメ
トキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、フェニルメ
チルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラ
ン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
クロロプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリ
ロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリ
ロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプ
トプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエ
トキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチル
ビニルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチ
ルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチ
ルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、
メチルトリブトキシシラン、メチルトリス（２−メトキ
シエトキシ）シラン、エチルトリメトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、
エチルトリブトキシシラン、エチルトリス（２−メトキ
シエトキシ）シラン、プロピルトリメトキシシラン、プ
ロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラ
ン、ブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシ
シラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ビニルトリメト
キシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス
（２−メトキシエトキシ）シラン、フェニルトリメトキ
シシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ−クロロプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエ
トキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリ
メトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルト
リエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキ
シシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピル
トリエトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラ
ン、クロロメチルトリエトキシシラン、Ｎ−β−アミノ
エチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ
−β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、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、
（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）トリメトキ
シシラン、（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）
トリエトキシシラン、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、β−（３，４−エ
ポキシシクロヘキシルエチル）トリエトキシシラン、テ
トラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプ
ロポキシシラン、テトラブトキシシラン、などがあげら
れる。

【００２７】また、一般式（III）で示される加水分解
性オルガノシラン化合物の具体的な例としては、１，１
−ビス（トリメトキシシリル）エタン、１，１−ビス
（トリエトキシシリル）エタン、１，２−ビス（トリメ
トキシシリル）エタン、１，２−ビス（トリエトキシシ
リル）エタン、１，３−ビス（トリメトキシシリル）プ
ロパン、１，３−ビス（トリエトキシシリル）プロパ
ン、２，２−ビス（トリメトキシシリル）プロパン、
２，２−ビス（トリエトキシシリル）プロパン、などが
あげられる。

【００２８】プライマー組成物中のオルガノシラン化合
物の添加量としては０．０１〜１０重量％、好ましくは
０．１〜５重量％である。一般式（IV）の有機金属アル
コキシド化合物としては、アルミニウムもしくはチタニ
ウムのアルコキシド又はアルコキシドジケトネート化合
物が用いられる。これらは１種類の化合物を単独で用い
てもよいし、２種類以上の化合物を混入して用いてもよ
い。有機金属アルコキシド化合物はオルガノシラン化合
物又はその加水分解縮合物と容易に反応し、その生成物
はポリビニルアセタール中の水酸基と触媒及び熱の作用
により反応する。有機金属アルコキシド化合物には、加
水分解で生じたオルガノシラン化合物中のシラノール基
とポリビニルアセタール中の水酸基との脱水縮合反応を
促進する触媒としての作用と、オルガノシラン化合物と
ともに加水分解縮合する架橋剤としての作用があるもの
と考えられる。

【００２９】一般式（IV）で示される有機金属アルコキ
シド化合物の具体的な例としては、アルミニウムトリメ
トキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウム
トリプロポキシド、アルミニウムトリブトキシド、チタ
ニウムテトラメトキシド、チタニウムテトラエトキシ
ド、チタニウムテトラプロポキシド、チタニウムテトラ
ブトキシド、アルミニウムジプロポキシドアセチルアセ
トネート、アルミニウムジプロポキシドエチルアセトア
セテート、アルミニウムジブトキシドアセチルアセトネ
ート、アルミニウムジブトキシドエチルアセトアセテー
ト、チタニウムジメトキシドビス（アセチルアセトネー
ト）、チタニウムジエトキシドビス（アセチルアセトネ
ート）、チタニウムジプロポキシドビス（アセチルアセ
トネート）、チタニウムジブトキシドビス（アセチルア
セトネート）、チタニウムジプロポキシドビス（エチル
アセトアセテート）、チタニウムジブトキシドビス（エ
チルアセトアセテート）などがあげられる。この中でも
特にチタニウムアルコキシドが好ましい。

【００３０】プライマー組成物中の有機金属アルコキシ
ド化合物の添加量としては、０．０１〜１０重量％、好
ましく０．１〜３重量％であるが、オルガノシラン化合
物の５０モル％以下が好ましい。有機金属アルコキシド
化合物の添加量がオルガノシラン化合物の添加量の５０
モル％を越えると耐衝撃性が低下する。

【００３１】無機酸化物微粒子は、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔｉ
Ｏ₂、ＺｒＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₅、ＢｅＯ、ＺｎＯ、
ＳｎＯ₂、ＣｅＯ₂、ＳｉＯ₂、ＷＯ₃などの金属酸化物微
粒子又はそれらの複合体であり、単独で用いてもよい
し、２種類以上の金属酸化物微粒子又はそれらの複合体
を混合して用いることもできる。これら無機酸化物微粒
子としては、市販されている水又は有機溶媒に分散した
ゾルをそのまま用いることができる。

【００３２】無機酸化物微粒子又はこれらの無機酸化物
の複合体の平均粒子径は１〜３００ｎｍであり、好まし
くは１〜５０ｎｍである。平均粒子径が３００ｎｍを越
えると光の散乱によるレンズの曇りが生ずる。プライマ
ー組成物中の無機酸化物微粒子の添加量は固形分濃度と
して０．１〜３０重量％であるが、プライマー硬化膜の
屈折率がプラスチックレンズの屈折率に一致するかもし
くは極めて近くなるよう、無機酸化物微粒子の種類、添
加量が調整される。

【００３３】屈折率が１．６０以上の高屈折率プラスチ
ックレンズ基材の場合には、ポリビニルアセタール１重
量部にたいして、高屈折率であるＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｆ
ｅ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₅、ＳｎＯ₂、ＣｅＯ₂、ＷＯ₃などの無
機酸化物微粒子又はそれらの複合体を１〜５重量部添加
するのが好ましい。硬化触媒としては、オルガノシラン
化合物と有機金属アルコキシド化合物の加水分解縮合物
とポリビニルアセタール中の水酸基との脱水縮合、及び
シラノール基間の脱水縮合反応を促進するものであれば
特に制限はない。

【００３４】具体的には、ジブチルスズジラウレート、
ジブチルスズジオクテート、ジブチルスズジアセテート
などの有機スズ化合物、プロピルアミン、ブチルアミ
ン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、トリエタノー
ルアミン、テトラメチルグアニジン、メチルイミダゾー
ル、ジシアンジアミドなどの有機アミン類、アルミニウ
ムアセチルアセトネート、鉄アセチルアセトネートなど
の有機金属錯体を用いることができる。この中で特に好
ましいのは有機スズ化合物である。これらは単独で用い
てもよいし、２種類以上の触媒を混合して用いてもよ
い。

【００３５】プライマー組成物中の硬化触媒の添加量と
しては、０．００２〜１重量％、好ましくは０．００５
〜１重量％である。プライマー組成物中の有機溶媒とし
ては、炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、アルコール
類、ケトン類、エステル類、エーテル類その他公知の溶
媒で、ポリビニルアセタールをよく溶解し、かつ無機酸
化物微粒子をよく分散するものが使用できる。特に好ま
しくはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノ
ール、ヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソ
ルブであるが、これらは単独で用いてもよいし、２種類
以上の有機溶媒を混合して用いてもよい。

【００３６】プライマー組成物中の水はオルガノシラン
化合物の加水分解に必要な成分として０．１〜２０重量
％添加される。水の添加量が多すぎるとプライマー塗布
面の平滑性が失われ、逆に水の添加量が少なすぎるとプ
ライマー溶液の使用可能時間が短くなる。本発明におけ
るプライマー組成物はさらに、塗布性の改善を目的とし
た各種レベリング剤あるいは耐候性の向上を目的とした
紫外線吸収剤や酸化防止剤、さらに染料や顔料、フォト
クロミック染料やフォトクロミック顔料その他、膜性能
を高めたり機能を付加するための公知の添加剤を併用す
ることができる。

【００３７】本発明におけるプライマー組成物のプラス
チック光学部品上への塗布方法は、スピンコート法、デ
ィッピング法など公知の方法であれば特に制限はない。
また、プラスチック光学部品の表面は必要に応じてアル
カリ処理、プラズマ処理、紫外線処理などの前処理を行
っておくことが好ましい。プライマー層の膜厚は、熱硬
化後の段階で０．１〜５μｍ、好ましくは０．２〜３μ
ｍである。プライマー層の膜厚が０．１μｍより薄いと
耐衝撃性の改善が十分でなく、また５μｍより厚いと耐
衝撃性の点では問題がないが、耐熱性と面精度が低下す
る。

【００３８】プラスチック光学部品はその素材、成型方
法ともに特に制限はない。プラスチック光学部品表面に
塗布したプライマーコート膜を硬化させるには、５０〜
１２０℃、好ましくは７０〜１１０℃で１〜６０分加熱
すればよい。加熱処理により塗布されたプライマー組成
物中の加水分解されたオルガノシラン化合物及びオルガ
ノチタネート化合物の加水分解縮合物とポリビニルアセ
タール中に含まれる水酸基とが脱水縮合してポリビニル
アセタール分子が架橋されるとともに、縮合反応により
生成した水及びあらかじめプライマー組成物中に含まれ
ていた有機溶媒と水が蒸発する。こうしてプラスチック
光学部品表面に３次元的に架橋されたポリビニルアセタ
ールのプライマー層が形成される。

【００３９】硬化したプライマー膜を設けたプラスチッ
クレンズは、その表面硬度を向上させる目的でハードコ
ートを公知の方法で成膜することができる。ハードコー
ト膜の成膜方法としては、オルガノアルコキシシランの
加水分解物、無機酸化物微粒子、及び金属錯体触媒を溶
解したハードコート液を、ディッピングあるいはスピン
コートにより塗布した後加熱硬化する湿式法、プラズマ
ＣＶＤなどの乾式法など公知の方法を用いることができ
る。

【００４０】湿式法で用いられるオルガノアルコキシシ
ランの具体的な化合物としては、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メチルジ
エトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルト
リエトキシシラン、１，２−ビス（トリメトキシシリ
ル）エタンなどがあげられる。これらアルコキシシラン
の加水分解物は、前述のオルガノアルコキシシラン化合
物を単独又は２種類以上組み合わせ、塩酸などの酸性水
溶液で加水分解することによって調製される。

【００４１】無機酸化物微粒子としては、市販の水又は
有機溶媒に分散した無機酸化物微粒子ゾルが用いられ
る。具体的な化合物としては、ＺｎＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂
Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＳｎＯ₂、ＢｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、
Ｓｂ₂Ｏ₅、ＷＯ₃、ＣｅＯ₂、などの微粒子状無機酸化物
あるいはこれらの無機酸化物の複合体のゾルがあげられ
る。また、ＢａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ＢａＺｒＯ₃、
ＣｏＦｅ₂Ｏ₄、ＮｉＦｅ₂Ｏ₄、ＭｎＦｅ₂Ｏ₄などの化合
物酸化物微粒子や、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ₃、Ｓｒ（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）Ｏ₃、（Ｍｎ，Ｚｎ）Ｆｅ₂Ｏ₄などの固溶体
酸化物微粒子を用いることもできる。これらの酸化物微
粒子は、単独又は２種類以上を混合して用いることが可
能である。

【００４２】金属錯体触媒としては、アセチルアセトン
金属塩、エチレンジアミン四酢酸金属塩などが用いられ
る。さらに必要に応じ、界面活性剤、着色剤、溶媒など
を添加してハードコート液が調製される。ハードコート
層の膜厚は、１μｍ以上、好ましくは２〜３μｍであ
る。

【００４３】さらにハードコートを設けた表面に反射防
止能を有する無機化合物の蒸着膜を公知の方法で成膜す
ることができる。反射防止膜は、光学理論に基づいた単
層もしくは多層構造膜が採用される。反射防止膜の形成
には、一般に真空蒸着、スパッタリング、イオンプレー
ティング、ＣＶＤなどの手法が利用される。用いられる
具体的な材料としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、
Ｙ₂Ｏ₃、Ｙｂ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₃、Ｔｉ
Ｏ₂、ＭｇＦ₂などの無機誘電体をあげることができる。

【００４４】さらに必要に応じて、反射防止膜の上に反
射防止膜の汚れ防止、水ヤケ防止を目的として、側鎖に
アルキル基、フェニル基、ポリフルオロアルキル基など
の疎水性基を有する有機ケイ素化合物又はフッ素含有炭
化水素化合物の超薄膜を形成することも可能である。本
発明におけるプライマー組成物の硬化被膜を設けたプラ
スチック光学部品の耐衝撃性が著しく向上する理由は必
ずしも明確ではないが、およそ次のように考えられる。
すなわち、本発明におけるプライマー組成物の硬化被膜
が高度な弾性率と高度な柔軟性を合わせ持つため、プラ
スチック光学部品にたいして何らかの衝撃があった際に
そのエネルギーを吸収する役割を担っているものと考え
られる。また、本発明におけるプライマー組成物の硬化
被膜が３次元的に架橋しているため、湿式法によるハー
ドコートを行う際にもポリビニルアセタールその他の物
質がハードコート液に溶解し、ハードコート液を汚染す
ることもない。さらに本発明におけるプライマー組成物
の主剤であるポリビニルアセタールが適度な水酸基を有
しているため、３次元架橋が可能であると同時にプライ
マー層とプラスチック光学部品及びプライマー層とハー
ドコート膜との十分な密着性を達成しているものと考え
られる。

【００４５】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれらによって限定されるものではない。［Ａ］プライマー組成物の調製（１）プライマー組成物（Ａ−１）の調製回転子を備えた反応容器中にメチルトリメトキシシラン
２．２重量部とメタノール１９．８重量部を仕込み、
０．００１Ｎ塩酸０．９重量部を加え、１時間攪拌し加
水分解を行なった。

【００４６】上記加水分解物に、チタニウムテトラｎ−
ブトキシド２．２重量部をｎ−プロパノール１９．８重
量部に溶解した溶液を加え３０分攪拌し、オルガノアル
コキシシラン／オルガノチタネート加水分解縮合物を得
た。得られた加水分解縮合物の溶液に、日産化学（株）
製ＳｎＯ₂／ＷＯ₃複合微粒子分散メタノールゾル（ＨＩ
Ｓ−３０Ｍ、平均粒子径２５ｎｍ、固形分濃度３０％）
１３３．３重量部、硬化触媒としてジブチルスズジラウ
レート２．０重量部、レベリング剤として住友スリーエ
ム（株）製フッ素系界面活性剤フロラードＦＣ４３０
１．３重量部を順次加える。さらに、積水化学（株）製
ポリビニルブチラール樹脂エスレックＢＭ−２（平均重
合度８００、ブチラール化度６８％）４０重量部をメタ
ノール３６０重量部に溶解した溶液と、さらにメタノー
ル７０．２重量部、ｎ−プロパノール３２８．３重量
部、純水２０重量部を加え１時間攪拌する。その後、３
μｍのメンブランフィルターで濾過しプライマー組成物
を調製した。（２）プライマー組成物（Ａ−２）〜（Ａ−２０）の
調製プライマー組成物（Ａ−１）と同様の方法で表１〜表４
に示す配合で、プライマー組成物を調製した。なお、使
用した無機酸化物微粒子分散ゾル、ポリビニルブチラー
ル樹脂及び界面活性剤を以下に示した。

【００４７】イ）無機酸化物微粒子分散ゾルＨＩＳ−３０Ｍ日産化学（株）製ＳｎＯ₂／ＷＯ₃複
合微粒子メタノール分散ゾル、平均粒子径２５ｎｍ、固
形分濃度３０％ＨＩＳ−３０ＭＮ日産化学（株）製ＳｎＯ₂／ＷＯ₃複
合微粒子メタノール分散ゾル、平均粒子径３０ｎｍ、固
形分濃度３０％ＡＭＴ−１３０Ｓ日産化学（株）製Ｓｂ₂Ｏ₅微粒子メ
タノール分散ゾル、平均粒子径１５〜２０ｎｍ、固形分
濃度３０％ロ）ポリビニルブチラール樹脂エスレックＢＭ−１積水化学（株）製、平均重合度６
００、ブチラール化度６５％エスレックＢＭ−２積水化学（株）製、平均重合度８
００、ブチラール化度６８％エスレックＢＭ−５積水化学（株）製、平均重合度８
５０、ブチラール化度６５％エスレックＢＨ−Ｓ積水化学（株）製、平均重合度
１，０００、ブチラール化度７０％ハ）界面活性剤フロラードＦＣ４３０住友スリーエム（株）製フッ素
系界面活性剤ＳＨ３０ＰＡ東レダウコーニング（株）製シ
リコン系界面活性剤Ｌ７００１日本ユニカー（株）製シリコン
系界面活性剤［Ｂ］ハードコート液の調製（１）シリコン系高屈折率ハードコート液（Ｂ−１）
の調製回転子を備えた反応容器中に、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン１８０重量部を仕込み、マグネチ
ックスターラーを用いて激しく攪拌しながら，０．０１
規定塩酸水溶液４０重量部を一度に添加し、１時間加水
分解を続け、部分的に縮合した加水分解物を得た。

【００４８】上記の加水分解物に、日産化学（株）製Ｓ
ｎＯ₂／ＷＯ₃複合微粒子分散メタノールゾル（ＨＩＳ−
３０Ｍ）を６３０重量部と、硬化触媒としてエチレンジ
アミン四酢酸アルミニウム４重量部と、レベリング剤と
して東レダウコーニング（株）製シリコン系界面活性剤
ＳＨ３０ＰＡを０．４５重量部添加し、十分に攪拌混合
した後、３μｍのメンブランフィルターで濾過しハード
コート液を調製した。（２）シリコン系高屈折率ハードコート液（Ｂ−２）の
調製ハードコート液（Ｂ−１）の調製手順において、日産化
学（株）製ＳｎＯ₂／ＷＯ₃複合微粒子分散メタノールゾ
ル（ＨＩＳ−３０Ｍ）の代わりに日産化学（株）製Ｓｎ
Ｏ₂／ＷＯ₃複合微粒子分散メタノールゾル（ＨＩＳ−３
０ＭＮ）を用いること以外は、全く同様の手順でハード
コート液を調製した。（３）シリコン系高屈折率ハードコート液（Ｂ−３）の
調製回転子を備えた反応容器中に、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン２１０重量部を仕込み、マグネチ
ックスターラーを用いて激しく攪拌しながら，０．０１
規定塩酸水溶液４０重量部を一度に添加し、１時間加水
分解を続け、部分的に縮合した加水分解物を得た。

【００４９】上記の加水分解物に、日産化学（株）製Ｓ
ｂ₂０₅微粒子分散メタノールゾル（ＡＭＴ−１３０Ｓ）
を６００重量部と、硬化触媒としてアルミニウムアセチ
ルアセトネート４重量部と、レベリング剤として日本ユ
ニカー（株）製シリコン系界面活性剤Ｌ７００１を０．
５重量部添加し、十分に攪拌混合した後、３μ のメン
ブランフィルターで濾過しハードコート液を調製した。［Ｃ］複合膜を有するプラスチックレンズの作成と性
能評価［実施例１］（１−１）プライマー組成物の塗布及び硬化度数が−４．００ジオプタで、中心厚が１．０ｍｍ、屈
折率が１．６６の熱硬化性ウレタン樹脂製眼鏡用プラス
チックレンズＮＬIVを、前処理として６０℃の１０％Ｎ
ａＯＨ水溶液に５分間浸し、温水で洗浄後乾燥した。こ
のプラスチックレンズの両面にディッピング法（引き上
げ速度５ｍｍ／秒）にてプライマー組成物（Ａ−１）を
塗布し、９０℃で３０分間加熱処理してプライマーを硬
化させた。（１−２）シリコン系高屈折率ハードコート
液の塗布及び硬化（１−１）で得られたプライマー層を有するプラスチッ
クレンズの両面に、シリコン系高屈折率ハードコート液
（Ｂ−１）をディッピング法（引き上げ速度５ｍｍ／
秒）にて塗布した。塗布したレンズを１００℃で４時間
加熱処理してハードコート層を硬化させた。（１−３）反射防止膜の形成（１−２）で得られたプライマー層及びハードコート層
を有するプラスチックレンズの両面に、ＳｉＯ₂／Ｚｒ
Ｏ₂系の５層反射防止膜を真空蒸着法により形成させ
た。（１−４）複合膜を有するプラスチックレンズの性能評
価（１−３）で得られた複合膜を有するプラスチックレン
ズを用いて以下に示す試験に供し、性能評価を行った。
評価結果は表５に示す。１）膜の密着性膜の密着性を評価するために、クロスハッチテープテス
トを次の方法で実施した。コーティング層表面にカッタ
ーナイフで１ｍｍ角の碁盤目（１００マス）を作り、そ
の後セロハン粘着テープ（商品名「セロテープ」ニチバ
ン（株）製）を強く張り付けた後、テープの一端を持
ち、９０゜方向に勢いよく剥がすことを１０回繰り返し
た。

【００５０】その後、コーティング層表面の碁盤の目が
レンズから何個剥ぎ取られずに残っているかを調べ、剥
がれなかった碁盤の目の数をＸとしてＸ／１００で表し
た。この場合、Ｘか大きいほど密着性がよいということ
になる。即ち、クロスハッチテープテストの結果が「１
００／１００」であれば、膜が全く剥がれなかったこと
を示している。２）耐擦傷性複合膜を有するプラスチックレンズの反射防止膜の表面
を、スチールウール（＃００００）で６００ｇの荷重を
作用させて３０回こすったときの傷の入り具合を、次の
ような基準で評価した。

【００５１】Ａ：傷の入った面積が１０％以内。Ｂ：傷の入った面積が１０％を越え３０％以内。Ｃ：傷の入った面積が３０％を越える。３）耐衝撃性複合膜を有するプラスチックレンズの耐衝撃性は、剛球
落球試験により評価した。２０．０ｇの剛球を１２７ｃ
ｍの高さからプラスチックレンズの中心部に向かって自
然落下させ、プラスチックレンズが割れるか又はクラッ
クが入る一回前の回数をレンズの耐衝撃性とし、最高５
回まで落下させた。４）耐熱性複合膜を有するプラスチックレンズを１００℃の恒温炉
中に１０分間放置した後、常温環境下に取り出し、その
ときのクラックの発生の有無、及びクラックの太さと経
時変化を次のような基準で評価した。微細クラックと
は、クラックの発生は確認できるが、１５分放置で消失
したもの、中太クラックとは、クラック発生確認後１５
分放置しても消失しないものとした。

【００５２】Ａ：１００℃１０分間環境下でクラック発
生せず。Ｂ：１００℃１０分間環境下で微細クラック発生。Ｃ：１００℃１０分間環境下で中太クラック発生。５）耐候性複合膜を有するプラスチックレンズの耐候性は、紫外線
ロングライフフェードメーター（スガ試験機（株）製）
を用いて３００時間の耐候性試験を行い、その後のレン
ズの黄変度を測定した。評価は次のような基準で行っ
た。

【００５３】Ａ：３００時間後の黄変度２．０未満。Ｂ：３００時間後の黄変度２．０以上２．５未満。Ｃ：３００時間後の黄変度２．５以上。６）外観複合膜を有するプラスチックレンズの外観は、暗室にて
蛍光灯の光を当て、目視で透明度を観察した。評価は次
のような基準で行った。

【００５４】Ａ：クモリなし。Ｂ：クモリが少し目立つ。Ｃ：クモリがはっきり目立つ。７）干渉縞複合膜を有するプラスチックレンズの干渉縞発生の有無
は、暗室にて蛍光灯の光をレンズ表面で反射させた時、
光の干渉による縞模様の発生を目視で観察した。評価は
次のような基準で行った。

【００５５】Ａ：縞模様は認められない。Ｂ：わずかに縞模様が認められる。Ｃ：縞模様が著しく認められる。［実施例２］〜［実施例４０］表５〜表７に示したプラ
イマー液及びハードコート液を用い、［実施例１］と同
様の手順で、複合膜を有するプラスチックレンズを得
た。なお、使用したプラスチックレンズ基材は、度数が
−４．００ジオプタで中心厚が１．０ｍｍのＮＬIV、又
は度数が−４．００ジオプタで、中心厚が１．０ｍｍ、
ＮＬＥＦであり、表５〜表７の中に示した。各性能評価
も実施例１と同様に行った。各評価結果を表５〜表７に
示す。

【００５６】［比較例１］（１）プライマー組成物（Ｃ−１）の調製ヘキサメチレンジイソシアネートタイプの非ブロック型
ポリイソシアネート（商品名「コロネートＨＸ」日本ポ
リウレタン工業（株）製）１００重量部と、ポリエステ
ルタイプのポリオール（商品名「ニッポラン１２５」日
本ポリウレタン工業（株）製）１６７重量部と、硬化触
媒としてオクチル酸亜鉛２重量部と、レベリング剤とし
てフロラードＦＣ４３０を０．１重量部、溶媒として酢
酸エチル５００重量部及びメチルエチルケトン２５０重
量部を均一に混合した。（２）複合膜を有するプラスチックレンズの作成と性能
評価プライマー組成物（Ｃ−１）用い、プライマーの硬化条
件が６０℃で３０分であること以外は、［実施例１］と
同様の手順で複合膜を有するプラスチックレンズを作成
した。なお、使用したプラスチックレンズ基材は、度数
が−４．００ジオプタで中心厚が１．０ｍｍのＮＬIVで
ある。各性能評価も実施例１と同様に行った。各評価結
果を表７に示す。

【００５７】［比較例２］（１）プライマー組成物（Ｃ−２）の調製ブロック型ポリイソシアネート（商品名「コロネート２
５２９」日本ポリウレタン工業（株）製）２５０重量部
と、ポリエステルタイプのポリオール（商品名「ニッポ
ラン１１００」日本ポリウレタン工業（株）製）１８０
重量部と、硬化触媒としてオクチル酸亜鉛２重量部と、
レベリング剤としてシリコン系界面活性剤１．５重量
部、溶媒としてエチルセロソルブ１０００重量部及びメ
タノール１５００重量部を均一に混合した。（２）複合膜を有するプラスチックレンズの作成と性能
評価プライマー組成物（Ｃ−２）を用い、プライマーの硬化
条件が１３０℃で６０分であること以外は、［実施例
１］と同様の手順で複合膜を有するプラスチックレンズ
を作成した。なお、使用したプラスチックレンズ基材
は、度数が−４．００ジオプタで中心厚が１．０ｍｍの
ＮＬＥＦである。各性能評価も実施例１と同様に行っ
た。各評価結果を表７に示す。

【００５８】［比較例３］度数が−４．００ジオプタで
中心厚が１．０ｍｍのＮＬIVプラスチックレンズを用
い、プライマー層を形成せず、ハードコート層及び反射
防止コート層を有するプラスチックレンズを作成し、
［実施例１］と同様の性能評価を行った。評価結果を表
７に示す。

【００５９】［比較例４］度数が−４．００ジオプタで
中心厚が１．０ｍｍのＮＬＥＦプラスチックレンズを
用い、プライマー層を形成せず、ハードコート層及び反
射防止コート層を有するプラスチックレンズを作成し、
［実施例１］と同様の性能評価を行った。評価結果を表
７に示す。

【００６０】

【表１】

【００６１】

【表２】

【００６２】

【表３】

【００６３】

【表４】

【００６４】

【表５】

【００６５】

【表６】

【００６６】

【表７】

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、プラスチックレンズ基
材表面上にハードコート膜を設けたプラスチックレン
ズ、又はプラスチックレンズ基材表面上にハードコート
膜を設け、さらにその表面上に無機物質による単層又は
多層の反射防止膜が形成されたプラスチックレンズの、
少なくとも一方のプラスチックレンズ基材とハードコー
ト膜の間に、架橋されたポリビニルアセタールからなる
プライマー層を設けることにより、優れた耐衝撃性を有
し、米国のＦＤＡ規格に十分合格するプラスチックレン
ズの提供が可能となった。

【００６８】また、本発明のプライマー層は、基板上へ
の形成が比較的低温かつ短時間で行うことができ、かつ
ハードコート膜形成時にプライマー層からの溶出物がほ
とんど無い非常に有用な特性をもつものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者関道子東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内 (72)発明者執印智哉栃木県那須郡烏山町大字興野1956番３株式会社那須ニコン内 (72)発明者小笠原恒栃木県那須郡烏山町大字興野1956番３株式会社那須ニコン内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックレンズ基材両表面上に、ハ
ードコート層を設けたプラスチックレンズにおいて、少なくとも一方の前記プラスチックレンズ基材表面と前
記ハードコート層との間に、架橋されたポリビニルアセ
タール樹脂からなるプライマー層を設けたことを特徴と
するプラスチックレンズ。
【請求項２】請求項１記載のプラスチックレンズにお
いて、無機酸化物微粒子を分散含有されていることを特
徴とするプラスチックレンズ。
【請求項３】前記プライマー層が加水分解性オルガノ
シラン化合物又はその加水分解縮合物及び有機金属アル
コキシド化合物により架橋されたポリビニルアセタール
樹脂からなることを特徴とする請求項１又は２記載のプ
ラスチックレンズ。
【請求項４】前記有機金属アルコキシド化合物がアル
ミニウム若しくはチタニウムのアルコキシド化合物又は
アルミニウム若しくはチタニウムのアルコキシドジケト
ネート化合物であることを特徴とする請求項１〜３記載
のプラスチックレンズ。
【請求項５】前記ハードコート層上に反射防止膜を設
けたことを特徴とする請求項１〜４記載のプラスチック
レンズ。
【請求項６】前記無機酸化物微粒子は、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔ
ｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₅、ＢｅＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＳｎＯ₂、ＣｅＯ₂、ＳｉＯ₂、ＷＯ₃の中から選択さ
れる１種類若しくは２種類以上の無機酸化物微粒子又は
これらの無機酸化物微粒子の複合体であり、その平均粒
子径が１〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項１
〜５記載のプラスチックレンズ。
【請求項７】前記プライマー層の膜厚が、０．２〜５
μｍであることを特徴とする請求項１〜６記載のプラス
チックレンズ。