JPH11167002A - プラスチックレンズ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 擦傷性、衝撃吸収性等の耐久性の優れたプラ
スチックレンズを得る 【解決手段】 本発明のプラスチックレンズは、プラス
チックレンズ基材と、プラスチックレンズ基材上に設け
られたプライマー層と、プライマー層上に設けられた活
性エネルギー線の照射と加熱処理により硬化するハード
コートを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐擦傷性、耐摩耗性、
衝撃吸収性に優れた高耐久性の実用性に優れたプラスチ
ックレンズ及びその製造方法に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックレンズは軽量、簡易加工
性、染色が容易等の長所があり、光学材料、特に眼鏡用
レンズの分野で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傷付き易いという欠点を有してい
る。そのため、通常は、プラスチックレンズ基材表面に
ハードコート層を形成することにより、耐擦傷性や耐摩
耗性を向上させている。

【０００３】ハードコート層となる材料としては、通常
有機珪素化合物を主成分とするものが用いられている。
またプラスチックレンズ基材の屈折率が１．５程度であ
る比較的低屈折率のプラスチックレンズ基材には、ハー
ドコート層となる有機珪素化合物を主成分とするコート
液中にシリカ等の微粒子を添加したものが使用されてい
る。また屈折率が１．６以上の高屈折率のプラスチック
レンズ基材を用いる場合には、酸化チタンや酸化スズ、
酸化タングステン等の比較的屈折率の高い微粒子を含ん
だものが用いられている。

【０００４】一般に、プラスチックレンズ上に形成され
るハードコート層の材料は、熱硬化型のものが多く用い
られてきた。熱硬化型ハードコート層は、コート液をプ
ラスチックレンズ基材表面に塗布した後に、通常数時間
の加熱処理を行って硬化させ、成膜されていた。一方、
最近では紫外線硬化型ハードコート層が開発され、普及
しつつある。紫外線硬化型ハードコート層は、例えば特
開平６−２７９７０５号公報や特開平６−４１４６８号
公報に開示されている。これらには、コート液をプラス
チック基材上に塗布して塗膜を形成した後に紫外線を照
射し、塗膜を硬化させることが開示されている。硬化時
間は通常、数秒から数分程度であり、従来の熱硬化型に
比べて非常に短時間で硬化可能であり、生産性に優れた
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、有機珪
素化合物を主成分とする熱硬化型コート液を用いて、プ
ラスチックレンズ基材表面にハードコート層を成膜し
た。その結果、熱硬化型コート液を用いた場合の問題点
として前記したように、硬化時間が長時間かかってしま
い、生産効率が悪いという問題点が生じた。

【０００６】次に、熱硬化型コート液を用いてハードコ
ート層を形成したプラスチックレンズの耐久性を検討し
た。その結果、耐擦傷性及び耐摩耗性は向上したが、耐
衝撃性が著しく低下してしまう問題点が生じた。この問
題点を解決するために、本発明者等はプラスチックレン
ズ基材の中心厚を厚くすることで耐衝撃性の向上を試み
たが、重量が重くなるという問題点が生じた。またマイ
ナス度の場合には、縁厚が厚くなる問題点も生じた。

【０００７】これらの問題点を解決するために、本発明
者等は、従来の熱硬化型ハードコート層を紫外線硬化型
ハードコート層に替えることにした。そして、耐久性等
検討した。その結果、プラスチックレンズ基材上に形成
した紫外線硬化型ハードコート層はプラスチックレンズ
基材との密着性に劣ることが判った。この問題点を解決
するために本発明者等は、プラスチック基材表面をアル
カリ水溶液等によるケン化処理やプラズマ処理などの前
処理を行った。しかし、この方法は、特定のプラスチッ
ク材料には有効であったが、多くの種類のプラスチック
基材に対しては、十分な密着性を得ることはできなかっ
た。この新たな問題点を解決するために、コート液の組
成について検討したが、やはり良好な結果が得られなか
った。また研究の結果、プラスチック基材との密着性が
優れたハードコート層は、耐擦傷性が劣ることが判っ
た。

【０００８】以上の研究結果から本発明では、耐擦傷
性、耐摩耗性、プラスチックレンズ基材との密着性を備
え、更に耐衝撃性をも備えたプラスチックレンズを容易
に得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、まず耐衝
撃性を向上させる手段について検討した。その結果プラ
スチック基材表面にプライマー層を形成することにし
た。そして、ハードコート層及び種々のプラスチック材
料との密着性が良好である材料を見出した。そこで本発
明は「プラスチックレンズ基材と、該プラスチックレン
ズ基材上に設けられたポリビニルアセタールを含むプラ
イマー層と、該プライマー層上に設けられた活性エネル
ギー線の照射のみ、または活性エネルギー線の照射と加
熱処理により硬化するハードコート層を有することを特
徴とするプラスチックレンズ（請求項１）」を提供す
る。第２に「前記ハードコート層が光開始剤を含むこと
を特徴とする請求項１記載のプラスチックレンズ（請求
項２）」を提供する。第３に「前記ポリビニルアセター
ルがポリビニルブチラールを含むことを特徴とする請求
項２記載のプラスチックレンズ（請求項３）」を提供す
る。第４に「破壊エネルギーが０．２Ｊ以上であること
を特徴とする請求項１または２または３記載のプラスチ
ックレンズ（請求項４）」を提供する。第５に「プラス
チックレンズ基材上に有機化合物を主成分とするプライ
マー層を形成する工程と、該プライマー層上にハードコ
ート液を塗布する塗布工程と、該塗布工程により塗布さ
れたハードコート液に活性エネルギー線の照射または活
性エネルギー線の照射と加熱処理を行い塗布された前記
ハードコート液を硬化させハードコート層を形成する工
程とを備えたプラスチックレンズの製造方法（請求項
５）」を提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のプラスチックレンズは図
１に示すような構造を有している。図１中１１は、プラ
スチックレンズ基材である。プラスチックレンズ基材の
材料は、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、放射線硬化
型樹脂等いかなる種類の樹脂も使用可能である。具体的
には、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート
（ＣＲ−３９）やスチレン、α−メチルスチレン、クロ
ロスチレン、フェニルメタクリレート、フェニルアクリ
レート、ベンジルメタクリレート、ベンジルアクリレー
ト、ナフチルメタクリレート、ナフチルアクリレート、
テトラブロモビスフェノール誘導体の（ジ）アクリレー
ト、テトラブロモビスフェノール誘導体のジアリルカー
ボネート、メチルメタクリレート、（ジ）エチレングリ
コールアクリレート、ビニルナフタレン、ジビニルベン
ゼン等を挙げることができる。また、２−ヒドロキシエ
チルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、３−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２，３−
ヒドロキシプロピルアクリレート等のヒドロキシメタク
リレートとキシリレンジイソシアネート、イソホロンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘ
キサメチレンジイソシアネートの環状三量体等の多官能
（ポリ）イソシアネートの反応物、更にジ（２−メルカ
プトエチル）エーテル、ペンタエリスリトールテトラキ
ス−３−メルカプトプロピオネート、４−メルカプトメ
チル−３，６−ジチア−１，８−オクタンジオール等の
チオール化合物と多官能（ポリ）イソシアネートまたは
多官能（ポリ）エンの反応物及びこれらの混合物を挙げ
ることができるが、これらに限定されるものではない。
また、プラスチックレンズ基材は、モノマーに重合開始
剤を添加した後に母型に入れ、熱または活性エネルギー
線、或いはその両方の開始剤を加えて重合してもよい。

【００１１】本発明で使用可能な重合開始剤に制限はな
いが、例えばペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ二
硫酸アンモニウム、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、過
酸化ジ−ｔ−ブチル、クメンヒドロペルオキシド、過酸
化アセチル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、ア
ゾビスイソブチロニトリル、ジイソプロピルパーオキシ
カーボネート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノネー
ト、ジメチル錫ジクロライド、ビアセチル、アセトフェ
ノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベ
ンゾイド、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジ
メチルケタール、ベンゾイルパーオキシド、１−ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトン、α−ヒドロキシイ
ソブチルフェノン、ｐ−イソプロピル−α−ヒドロキシ
イソブチルフェノン等を挙げることができる。

【００１２】図１中１２は、プライマー層である。以
下、本発明をさらに詳細に説明する。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）で示される
ポビニルアセタールは、アセタール部の飽和炭化水素基
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、また飽和炭化水素部分の炭素鎖
は直鎖構造でなくてもかまわず枝分かれがあってもよ
い。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。

【００１３】

【化１】

【００１４】ポリビニルアセタールのアセタール化度は
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。ポリビニルアセタールのアセタール化度が１０％未
満では耐候性が低下し、衝撃強度の改善が不十分であ
る。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り、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。

【００１５】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。ポリビニルアセタールの平均
重合度が５，０００より大きくなると、溶媒に溶解しに
くくなると共に、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。またポリビニルアセ
タールの平均重合度が１００より小さくなると、衝撃強
度の改善が不十分となる。なお、式（Ｉ）記載のポリビ
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。

【００１６】プライマー組成物中のポリビニルアセター
ルの含有量は１〜３０重量％が好ましく、２〜２０重量
％がより好ましい。ポリビニルアセタールの含有量が３
０重量％より大きくなると、ポリビニルアセタール樹脂
溶液の粘度が高くなりすぎ、プラスチックレンズへの塗
布が困難になり、塗布されたプライマー層が厚くなった
り、塗布面の均一性が失われたりする。また、ポリビニ
ルアセタールの含有量が１重量％より小さくなると、塗
布されたプライマー層が薄いため耐衝撃性が不十分とな
る。

【００１７】

【化２】

【００１８】

【化３】

【００１９】式（II）または式（III）記載のオルガノ
シラン化合物は架橋剤として用いられる。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が
生成し、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することにより分子間もしくは分子
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また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。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、もしく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が好ましく、アルコキシシラ
ン化合物類がより好ましい。一般式（II）で示される加
水分解性オルガノシラン化合物を例示すると、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。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を例示すると、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。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０．０１〜３０重量％が好ましく、
０．１〜２０重量％がより好ましい。

【００２０】

【化４】

【００２１】一般式（IV）のジアルデヒド化合物または
一般式（Ｖ）のジアルデヒドのアセタール化合物も架橋
剤として用いられる。ジアルデヒド化合物の場合はアル
デヒド基が触媒の作用によりポリビニルアセタール中の
水酸基と反応するか、もしくはアルキルアセタール基と
の間のアセタール交換反応により新たにアセタール結合
を形成する。ジアルデヒド化合物は分子内に２つのアル
デヒド基を有しているため、ポリビニルアセタールの分
子間もしくは分子内での架橋が行われる。すなわち３次
元的に架橋することが可能である。ジアルデヒドのアセ
タール化合物の場合は、水および酸性触媒との共存下で
は対応するジアルデヒドとの平衡関係にあるため、架橋
反応機構としてはジアルデヒドの場合と全く同様である
と考えられる。ジアルデヒド化合物またはジアルデヒド
のアセタール化合物は単独で用いてもよいし、２種類以
上の化合物を混合して用いてもよい。一般式（IV）で示
されるジアルデヒド化合物の具体的な例としては、グル
タルアルデヒド、ヘキサンジアール、２−ヒドロキシヘ
キサンジアール、などがあげられる。

【００２２】

【化５】

【００２３】また、一般式（Ｖ）で示されるジアルデヒ
ドのアセタール化合物を例示すると、マロンアルデヒド
テトラメチルアセタール、マロンアルデヒドテトラエチ
ルアセタール、グルタルアルデヒドテトラメチルアセタ
ール、グルタルアルデヒドテトラエチルアセタールなど
があげられる。プライマー組成物中のジアルデヒド化合
物またはアセタール化合物の添加量としては０．０１〜
３０重量％が好ましく、０．１〜２０重量％が好まし
い。

【００２４】加水分解性オルガノシラン化合物とジアル
デヒド化合物の混合系、または加水分解性オルガノシラ
ン化合物とジアルデヒドのアセタール化合物の混合系の
場合は、前記記載のジアルデヒド化合物またはジアルデ
ヒドのアセタール化合物の反応と加水分解性オルガノシ
ランの反応と同様な反応が混合系でおこる。 プライマ
ー組成物のジアルデヒド化合物またはジアルデヒドのア
セタール化合物の添加量としては０．０１〜３０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。ジアルデヒド化合物またはジアルデヒドのアセ
タール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。

【００２５】硬化触媒としては、加水分解性オルガノシ
ラン化合物を架橋剤とする系においては、加水分解して
生成したシラノール基とポリビニルアセタール中の水酸
基との脱水縮合を促進するものであれば特に制限はな
い。またジアルデヒド化合物またはジアルデヒドのアセ
タール化合物を架橋剤とする系においては、アルデヒド
基とポリビニルアセタール中の水酸基とのアセタール化
反応を促進するものであれば特に制限はない。

【００２６】加水分解性オルガノシラン化合物とジアル
デヒド化合物の混合系、または加水分解性オルガノシラ
ン化合物とジアルデヒドのアセタール化合物の混合系に
おいては、加水分解性オルガノシラン化合物が加水分解
して生成した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、およびジアルデヒド化合物または
ジアルデヒドのアセタール化合物とポリビニルアセター
ル中の水酸基とのアセタール化反応を促進するものであ
れば特に制限はない。

【００２７】いずれの架橋剤系においても、酸性触媒が
有効である。例えば、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸などの
無機酸、ギ酸、酢酸、安息香酸、フタル酸、メタンスル
ホン酸、ベンゼンスルホン酸、アルキル基の炭素数が１
〜１８のアルキルベンゼンスルホン酸などの有機酸、あ
るいはジブチルスズラウレート、ジブチルスズオクテー
ト、ジブチルスズアセテートなどの有機スズ化合物を用
いることができる。特に好ましいのは、塩酸、硝酸など
の無機酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ
−トルエンスルホン酸などの有機酸、および有機スズ化
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。プライマー組成物中
の硬化触媒の添加量としては、０．００２〜１０重量％
が好ましく、０．００５〜５重量％がより好ましい。

【００２８】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、エーテル類があり、その他公知の溶
媒で、ポリビニルアセタールをよく溶解するものが好ま
しい。特にメタノール、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、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ア
セトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、ジエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、酢酸、酢酸メチル、酢酸エチル、が好ましく、これ
らは単独で用いてもよいし、２種類以上の混合溶剤とし
て用いてもよい。

【００２９】プライマー層として必要な厚さは、０．０
５から５μｍである。０．０５μｍより薄いと耐衝撃性
は著しく劣り、５μｍより厚いと面精度が低下する。プ
ライマー層を設けたプラスチックレンズは、その表面硬
度を向上させるために公知の方法で、ハードコート層を
成膜することができる。ハードコート層の成膜方法に
は、オルガノアルコキシシランの加水分解物、金属酸化
物微粒子、及び金属錯体触媒を溶解したハードコート液
に、レンズをディッピングするか、あるいはスピンコー
トするかにより塗布し、その後加熱硬化する湿式法や、
プラズマＣＶＤなどの乾式法がある。

【００３０】金属酸化物微粒子は、市販の水または有機
溶媒に分散した金属酸化物微粒子ゾルが用いられる。金
属酸化物微粒子ゾルには、例えば、酸化亜鉛、二酸化ケ
イ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウ
ム、酸化スズ、酸化ベリリウム、酸化アンチモン、酸化
タングステン、酸化セリウムなどのゾルがある。これら
のゾルは、少なくとも１種類以上を混合して用いること
が可能である。

【００３１】プライマー層の膜厚は、０．０５μｍから
１０μｍ程度である。プライマー層は、プラスチックレ
ンズ基材に耐衝撃性を付与することが可能である。また
同時に種々の材料からなるプラスチックレンズ基材と活
性エネルギー線硬化型ハードコート層の両方に優れた密
着性を有するため、活性エネルギー線硬化型ハードコー
ト層に良好な密着性を付与することもできる。

【００３２】本発明のプライマー層は、予めプラスチッ
クレンズ基材表面を前処理することにより、より密着性
を向上させることができる。前処理としては、水酸化ナ
トリウム水溶液等のアルカリ水溶液によるケン化処理や
プラズマ照射、紫外線照射及びこれらの併用が挙げられ
る。必要に応じてプライマー層に微粒子状無機物を添加
することも可能である。微粒子状無機物を添加すること
により層の屈折率を制御することが可能となる。例えば
屈折率を高くする場合、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ア
ルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ス
ズ、酸化ベリリウム、酸化アンチモン、酸化タングステ
ン、酸化セリウム等の微粒子状無機物を用いることがで
きる。これらの無機物は、単独または混合物、複数の化
合物の複合化合物や固溶体の状態で使用可能である。本
発明のプライマー層は、多くの種類の活性エネルギー線
硬化型樹脂に対して優れた密着性を示す。

【００３３】またプラスチックレンズは長期間使用する
と黄色く着色することがある。これはプラスチック材料
が紫外線を受けて、変質してしまうことに起因してい
る。この変質を解決するためにプラスチック基材に紫外
線吸収剤を添加し、本発明に係わるプライマー層を形成
すれば、衝撃吸収性、密着性が優れ、プラスチックの変
質が少ない高耐久性を有するレンズを得ることができ
る。また、本発明のプライマー層に紫外線吸収剤を添加
することも可能である。本発明において使用可能な紫外
線吸収剤としては、例えば２，４−ジヒドロキシベンゾ
フェノン、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェ
ノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、
２，２’−ヒドロキシ−４，４’−ジメトキシベンゾフ
ェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾ
フェノン、２−ヒドロキシ−４−アリルオキシベンゾフ
ェノン等のベンゾフェノン類等のベンゾトリアゾール類
や、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレ
ート等のジフェニルアクリレート類、酸化亜鉛、酸化チ
タン、酸化セリウム等の無機酸化物及びこれらの混合物
等を挙げることができる。

【００３４】図１中の１３は、ハードコート層である。
本発明においてハードコート層は、プラスチック基材上
に形成されたプライマー層上に活性エネルギー線硬化型
ハードコート液を塗布して、その後活性エネルギー線の
照射のみで硬化させるか、または紫外線の照射と加熱処
理を併用することによって硬化させ成膜される。 尚本
発明における活性エネルギー線とは、可視光線、紫外
線、赤外線、電子線、Ｘ線、放射線等である。

【００３５】ハードコート層の硬化に用いる活性エネル
ギー線源としては、キセノンランプ、高圧水銀灯、低圧
水銀灯、メタルハライドランプ、レーザ等の光源やその
他の電子線源、Ｘ線源、放射線源等が使用可能である。
活性エネルギー線の照射時間は、約数秒から１０分程度
でよく、好ましくは５分以内である。これよりも短いと
十分に硬化せずに耐擦傷性が低下する等の問題が生じ、
これよりも長いとクラックが生じる等の問題点が生じ
る。

【００３６】また、ハードコート層の硬化には、前記し
たような活性エネルギー線の照射と共に、加熱を併用す
ることも可能である。この場合、加熱は活性エネルギー
線の照射前後、または照射中のいずれの時期にも可能で
ある。加熱温度は、室温以上約１５０℃以下が好ましい
が、更に好ましくは、室温以上約１２０℃以下である。
これよりも低温だと硬化促進効果が得られない等の問題
点が生じ、またこれよりも高温だとクラックが入る、コ
ート膜が黄変する等の問題点が生じる。この場合の加熱
時間も約数秒以上１０分以内が好ましく、更に好ましく
は５分以内が好ましい加熱時間である。

【００３７】本発明において、活性エネルギー線硬化型
ハードコート液は、一般に光硬化型樹脂からなるハード
コート液として使用されるものが使用可能であるが、具
体的にはアクリル系樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、
エポキシアクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
ホスファゼン樹脂、メラミン樹脂、アクリルシラン樹脂
等が使用可能である。

【００３８】本発明において、光により硬化させる場合
には、光重合開始剤を添加する。また加熱を併用する場
合には、熱重合開始剤を添加する。電子線や放射線を用
いて硬化させる場合には、これらの開始剤は、添加しな
くてもよい。また光と熱の併用により硬化させる場合、
熱硬化触媒の添加量は、熱硬化型樹脂のみの場合（従
来）と同じ量添加するのが好ましいが、これに限定され
るものではなく、熱硬化触媒の量は、従来よりも多少少
なくても良い。

【００３９】また光硬化触媒は、従来の熱硬化型樹脂を
主成分とするハードコート液に対して約０．０１〜５％
添加するが、０．１〜３％添加するのが好ましい。ハー
ドコート層にも微粒子を添加することが可能である。ハ
ードコート層への微粒子の添加は、ハードコート層の屈
折率を調整する効果や耐擦傷性を向上させる効果が有
る。使用可能な微粒子としては、酸化亜鉛、二酸化珪
素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウ
ム、酸化スズ、酸化ベリリウム、酸化アンチモン、酸化
タングステン、酸化セリウム等の無機酸化物微粒子が挙
げられる。これらの無機酸化物微粒子は、単独で或いは
複数の微粒子の混合状態で用いることができる。また複
数の微粒子の複合状態や固溶体の状態のものも使用可能
である。

【００４０】ハードコート層上に反射防止膜や撥水膜、
親水性膜を形成することが可能である。一般的に反射防
止膜としては、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウ
ム、酸化ジルコニウム等の無機酸化物からなる単層また
は多層の反射防止膜を形成することができる。形成方法
としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等
の乾式法で形成することが可能である。このように反射
防止膜を形成することにより、耐摩耗性、耐衝撃性、反
射防止性能が向上した光学部材を容易に製造可能とな
る。

【００４１】また撥水膜としては、弗素基含有の有機珪
素化合物を用いることができる。またこの有機化合物の
官能基としては１から３官能のものが使用可能であり、
アルコキシ基やアミノ基等の官能基を有するものが好ま
しく使用可能である。撥水膜は、液状の撥水材料に基材
を浸漬することにより成膜する浸漬法やスピンコート
法、スプレー法等の湿式法や真空蒸着法、スパッタリン
グ法、ＣＶＤ法等の乾式法で形成することが可能であ
る。撥水膜を形成することにより、耐摩耗性、耐衝撃
性、水やけ防止効果が向上した光学部材を容易に製造可
能となる。

【００４２】親水性膜としては、界面活性剤塗布膜や酸
化チタン等の光触媒物質を含む材料で形成することが可
能である。形成方法としては上記の湿式法、乾式法を用
いることが可能である。本発明における破壊エネルギー
とは、米国ＦＤＡ規格に準ずるものである。即ち、プラ
スチックレンズを水平に設置し、質量１６ｇの鋼球を高
さ１２７ｃｍの位置からプラスチックレンズ上に自由落
下させ、基材が割れるか否か、またはクラックが入るか
否か、クラックが入っても破片が飛び散らないことを基
準にして耐衝撃性を判断するものである。本発明では、
ハードコート層を活性エネルギー線の照射により硬化す
る材料を用いた物品として０．２Ｊ以上の破壊エネルギ
ーを達成することができた。

【００４３】本発明のプラスチックレンズは、眼鏡レン
ズ用としてはもちろん、カメラ、双眼鏡、望遠鏡等の光
学部材、及び光学機器に用いることができる。以下、本
発明を実施例に基いて説明するが、本発明は、これら実
施例の記載に限定されるものではない。

【００４４】

【実施例１】（１−１）プライマー層となるコート液の
調製 ポリビニルブチラール（和光純薬工業（株）製）７００
重量部にｎ−ブタノール６３０重量部を溶解した後に、
メタノール４００重量部、水１００重量部、更に架橋剤
としてテトラメトキシシラン４．２重量部を添加して均
一になるまで撹拌した。次に、硬化触媒としてｐ−トル
エンスルホン酸１．２重量部、及びレベリング剤として
界面活性剤ＦＣ−４３０（住友スリーエム（株）製）１
重量部を添加して、更に撹拌した後に３μｍのメンブラ
ンフィルターで濾過してプライマー層となるコート液を
得た。

【００４５】（１−２）プライマー層の成膜 度数が−３．００ジオプタであり、中心厚が１．０ｍｍ
のＣＲ−３９（ジエチレングリコールビスアリルカーボ
ネート）眼鏡要プラスチックレンズを６０℃の１０％水
酸化ナトリウム溶液に５分間浸漬した後に洗浄し前処理
を行った。前処理されたプラスチックレンズの両面に前
記（１−１）項で調整したコート液をディップコート法
により塗布した。

【００４６】次にコート液が塗布された プラスチック
レンズを１００℃で１５分間加熱処理してプライマー層
を硬化させた。 （１−３）ハードコート層の成膜 三洋化成工業（株）製紫外線硬化型ハードコート層液で
あるＵＶＨ−６００を１μｍのメンブランフィルターで
濾過した後に前記（１−２）でプライマー層を成膜した
プラスチックレンズの両面にスピンコート法により塗布
した。スピンコート法での回転数は、最初１，０００ｒ
ｐｍで５秒間で行い、次に２，０００ｒｐｍで５秒間で
行った。

【００４７】次にスピンコート法により塗膜が形成され
たプラスチックレンズの両面にメタルハライドランプを
使用して紫外線を２分間照射した。なお、照射室の温度
は８０℃になるように設定した。 （１−４）プラスチックレンズの特性評価 （１−３）で得られたプライマー層とハードコート層が
成膜されたプラスチックレンズの特性評価を以下に示す
手順で行った。評価結果は表１に示す。

【００４８】（１−４−１）耐擦傷性評価 前記（１−３）で作製したプラスチックレンズの耐擦傷
性は、スチールウール（＃００００）でハードコート層
の表面を１０回こすったときの傷の入り具合を下記の基
準で評価した。 Ａ：擦った面積の内、傷の入った面積の割合が１０％以
下。

【００４９】Ｂ：擦った面積の内、傷の入った面積の割
合が１０％以上３０％以下。 Ｃ：擦った面積の内、傷の入った面積の割合が３０％以
上。 （１−４−２）ハードコート層の密着性評価 密着性の評価は、クロスハッチテープテストで以下のよ
うに行った。コーティング層表面にカッターナイフで１
ｍｍ角の碁盤目１００ますを作り、セロハン粘着テープ
（商品名「セロテープ」ニチバン（株）製）を強く貼り
付けた後に、テープの一端を持ち、９０度の方向に勢い
よく剥がした。そして、コーティング層表面の碁盤目が
何枚剥がれずに残っているかを数え、その数をＸとして
Ｘ／１００で表した。この場合、Ｘが大きいほど密着性
が優れていることを示し、１００／１００であれば、膜
が全く剥がれなかったことを意味する。

【００５０】（１−４−３）衝撃吸収性 プラスチックレンズの耐衝撃性は、鋼球落球試験により
評価した。これは１６ｇの鋼球を１２７ｃｍの高さから
水平に設置したプラスチックレンズ面の中心に向かっ
て、自由落下させ、プラスチックレンズが割れるか、あ
るいはクラックが入る１回目の回数を最大５回まで測定
した。

【００５１】

【実施例２】（２−１）プライマー層の成膜 実施例１の（１−１）及び（１−２）と同様の方法で、
プライマー層を有するＣＲ−３９からなるプラスチック
レンズを作成した。 （２−２）ハードコート層の成膜 大日本インキ化学工業（株）製紫外線硬化型ハードコー
ト層液ＨＡＲＤＩＣＲＣ−５１２０を１μｍのメンブラ
ンフィルターで濾過した後に、前記（２−１）でプライ
マー層を成膜したプラスチックレンズの両面にスピンコ
ートした。スピンコートの回転数は、１，０００ｒｐｍ
で５秒行い、次に２，０００ｒｐｍで５秒間とした。

【００５２】スピンコートが終わったプラスチックレン
ズの両面から高圧水銀ランプを使用して紫外線を２分間
照射した。なお、照射室の室温は、８０℃になるように
設定した。更に紫外線照射終了後８０℃で３分間加熱し
てハードコート層を成膜した。 （２−３）反射防止膜の成膜 （２−２）で得られた耐プライマー層とハードコート層
が成膜されたプラスチックレンズの表面に酸化珪素と酸
化ジルコニウムを交互に４層積層するように真空蒸着法
により成膜し反射防止膜を成膜した。

【００５３】（２−４）プラスチックレンズの特性評価 （２−３）で得られたプラスチックレンズの特性評価を
実施例１の（１−４）と同様の手順で行った。評価結果
は表１に示す。

【００５４】

【実施例３】（３−１）プライマー層となるコート液の
調製 ブチラール化度が約７０％、平均重合度が７００の市販
のポリビニルブチラール樹脂（和光純薬（株）製７０重
量部をｎ−ブタノール２５０重量部に溶解し、酸化スズ
からなる微粒子状無機物及び酸化タングステンからなる
微粒子状無機物の複合ゾル（日産化学工業（株）製、メ
タノール溶媒分散品）１５０重量部を徐々に添加した。
更に水１００重量部と、架橋剤としてメチルトリメトキ
シシラン８．５重量部とグルタルアルデヒド１重量部、
硬化触媒としてｐ−トルエンスルホン酸１．２重量部と
レベリング剤としてフッ素系界面活性剤であるフロラー
ドＦＣ−４３０を１重量部順次加え、この混合物が均一
な状態になるまで十分に撹拌した後に０．２μｍのメン
ブランフィルターで濾過し、プライマー層となるコート
液を調製した。

【００５５】（３−２）プライマー層の成膜 度数が−２．００ジオプタで、中心厚が１．０ｍｍの眼
鏡用プラスチックレンズ（（株）ニコンＮＬIII）に、
プライマー層の密着性強化を目的としてケン化処理を行
った。ケン化処理は、６０℃に加熱した１０％の水酸化
ナトリウム水溶液に前記プラスチックレンズを５分間浸
漬した後に洗浄することにより行った。その後、前記プ
ラスチックレンズの両面に前記（３−１）で調整したプ
ライマー層となるコート液を引き上げ速度８ｍｍ／秒で
ディップコート法で塗布した。この塗布されたプラスチ
ックレンズを加熱炉に入れて８０℃で３０分間加熱処理
し、プライマー層を成膜した。

【００５６】（３−３）ハードコート層の成膜 共栄社化学（株）製紫外線硬化型ハードコート液ＰＰＺ
−Ｕ−１０００を４５ｇ秤量し、これにフッ素系界面活
性剤フロラードＦＣ−４３０の１０％メタノール溶液５
ｇを添加し撹拌後、１μｍのメンブランフィルターで濾
過した後に前記（３−２）でプライマー層を成膜したプ
ラスチックレンズの両面にスピンコートした。スピンコ
ートの回転数は、最初１，０００ｒｐｍで５秒間行い、
次に２，０００ｒｐｍで５秒間とした。スピンコートが
終わったプラスチックレンズを１００℃で３分間加熱し
た。次いでメタルハライドランプを使用して両面から紫
外線を２分間照射した。なお、照射室の温度は、１００
℃になるように設定した。

【００５７】（３−４）プラスチックレンズの特性評価 （３−３）で得られたプラスチックレンズの特性評価を
実施例１の（１−４）と同様の手順で行った。評価結果
は、表１に示す。

【００５８】

【実施例４】（４−１）プライマー層となるコート液の
調製 実施例３の（３−１）と同様の手順でプライマー層のコ
ート液を調整した。 （４−２）プライマー層の成膜 度数が−４．００ジオプタであり、中心厚が１．０ｍｍ
の眼鏡用プラスチックレンズ（（株）ニコン製ニコンＮ
ＬIII）にまずプライマー層の密着性強化を目的とし
て、ヤマト科学（株）製プラズマリアクターＰＲ５０１
Ａを用いて酸素ガス圧０．４Ｔｏｒｒ、出力１００Ｗの
条件で２０秒間プラズマ照射を行った。その後、前記プ
ラスチックレンズの両面に前記（４−１）で調整したプ
ライマー層となるコート液をディップコート法で塗布し
た。この時のプラスチックレンズの引き上げ速度は、８
ｍｍ／秒の速度で行った。その後、プラスチックレンズ
を加熱炉に入れて８０℃で３０分間加熱処理し、プライ
マー層を硬化させた。

【００５９】（４−３）ハードコート層の成膜 日本合成ゴム（株）製紫外線硬化型ハードコート液ＫＺ
２５１０を１μｍのメッシュを有するメンブランフィル
ターで濾過した後、これを前記（４−２）でプライマー
層が形成されたプラスチックレンズの両面にディッピン
グ法により塗布した。その後、低圧水銀ランプを使用
し、ディップコートの終わったプラスチックレンズの両
面から紫外線を３分間照射してハードコート層を硬化さ
せた。

【００６０】（４−４）反射防止膜の成膜 （４−３）で得られたプラスチックレンズの表面に酸化
珪素と酸化ジルコニウムを交互に４層真空蒸着し、反射
防止膜を成膜した。 （４−５）プラスチックレンズの特性評価 （４−４）で得られたプラスチックレンズの特性評価を
実施例１の（１−４）と同様の手順で行った。評価結果
は、表１に示す。

【００６１】

【比較例１】実施例１において、（１−２）項のプライ
マー層の成膜を行わない以外は、実施例１と同様の手順
でプラスチックレンズを作製した。ただし、ハードコー
ト層となるコート液の塗布に先立ち、密着性を改善する
目的で前処理として６０℃の１０％水酸化ナトリウム水
溶液に５分間浸漬した後に洗浄した。その他は全て実施
例１と同様に行った。評価結果は表１に示す。

【００６２】

【比較例２】実施例２において、（２−１）項のプライ
マー層の成膜を行わない以外は、実施例２と同様の手順
でプラスチックレンズを作製した。ただし、ハードコー
ト層となるコート液の塗布に先立ち、密着性を改善する
目的で前処理として６０℃の１０％水酸化ナトリウム水
溶液に５分間浸漬した後に洗浄した。その他は全て実施
例２と同様に行った。評価結果は表１に示す。

【００６３】

【比較例３】実施例３において、（３−２）項のプライ
マー層の成膜を行わない以外は、実施例３と同様の手順
でプラスチックレンズを作製した。ただし、ハードコー
ト層となるコート液の塗布に先立ち、密着性を改善する
目的で前処理として６０℃の１０％水酸化ナトリウム水
溶液に５分間浸漬した後に洗浄した。その他は全て実施
例３と同様に行った。評価結果は表１に示す。

【００６４】

【比較例４】実施例４において、（４−２）項のプライ
マー層の成膜を行わない以外は実施例４と同様の手順で
プラスチックレンズを作製した。ただし、ハードコート
層となるコート液の塗布に先立ち、密着性を改善する目
的で前処理としてヤマト科学（株）製プラズマリアクタ
ーＰＲ５０１Ａを用い、酸素ガス圧０．４Ｔｏｒｒ、出
力１００Ｗの条件で２０秒間、プラズマ照射を行った。
その他は、全て実施例４と同様の手順で行った。評価結
果は、表１に示す。

【００６５】

【比較例５】実施例２において、（２−１）項及び（２
−２）項の工程を行わないプラスチックレンズ、即ち度
数が−３．００ジオプタで中心厚が１．０ｍｍのＣＲ−
３９からなるプラスチックレンズの（２−３）項の反射
防止膜のみを成膜したプラスチックレンズを作製した。
特性評価は、実施例２と同様に行った。評価結果は表１
に示す。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プラスチ
ックレンズ基材と活性エネルギー線の照射、または活性
エネルギー線の照射と加熱処理の併用によって硬化され
たハードコート層との間にプライマー層を設けることに
より、優れた耐擦傷性、耐摩耗性及び密着性を有するプ
ラスチックレンズを提供できるようになった。特に、本
発明のプラスチックレンズは、米国ＦＤＡ耐衝撃性規格
を満足し、破壊エネルギーが約０．２Ｊ以上あるので、
実用上十分な耐衝撃性を有し、過酷な使用条件、使用環
境に耐え得ることが可能である。

【００６８】更に、本発明に係わるプライマー層は、多
くの様々なプラスチック材料と紫外線硬化型ハードコー
ト層の両方に良好な密着性を示すため、プラスチック基
材の材料の種類に依らず、様々な種類のプラスチック基
材に密着性良好なハードコート層を有するプラスチック
レンズを提供することが可能となった。また、本発明の
ハードコート層は、活性エネルギー線の照射、または活
性エネルギー線の照射と加熱処理の併用によって硬化さ
れたハードコート層であるために、従来の熱硬化型樹脂
を用いてハードコート層を形成するよりも短時間で硬化
可能なため、耐擦傷性、耐摩耗性、耐衝撃性の優れたプ
ラスチックレンズが効率よく容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明のプラスチックの概略の垂直断面図
である。

【符号の説明】

１１・・・・・プラスチック基材 １２・・・・・プライマー層 １３・・・・・活性エネルギー線硬化型ハードコート層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹原 聡子 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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチックレンズ基材と、該プラスチ
   ックレンズ基材上に設けられたポリビニルアセタールを
   含むプライマー層と、該プライマー層上に設けられた活
   性エネルギー線の照射のみ、または活性エネルギー線の
   照射と加熱処理により硬化するハードコート層を有する
   ことを特徴とするプラスチックレンズ。
2. 【請求項２】 前記ハードコート層が光開始剤を含むこ
   とを特徴とする請求項１記載のプラスチックレンズ。
3. 【請求項３】 前記ポリビニルアセタールがポリビニル
   ブチラールを含むことを特徴とする請求項２記載のプラ
   スチックレンズ。
4. 【請求項４】 破壊エネルギーが０．２Ｊ以上であるこ
   とを特徴とする請求項１または２または３記載のプラス
   チックレンズ。
5. 【請求項５】 プラスチックレンズ基材上に有機化合物
   を主成分とするプライマー層を形成する工程と、該プラ
   イマー層上にハードコート液を塗布する塗布工程と、該
   塗布工程により塗布されたハードコート液に活性エネル
   ギー線の照射または活性エネルギー線の照射と加熱処理
   を行い塗布された前記ハードコート液を硬化させハード
   コート層を形成する工程とを備えたプラスチックレンズ
   の製造方法。