JPH11311702A - 高屈折率プラスチックレンズ及びその製造方法 - Google Patents
高屈折率プラスチックレンズ及びその製造方法Info
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Abstract
能が良好で、かつ優れた表面硬度、耐候性、耐湿性、耐
水性、耐薬品性などを有し、しかも干渉縞の発生が防止
された高屈折率のプラスチックレンズを提供する。 【解決手段】 1分子中に2個以上のエピチオ基を有す
る化合物を含むモノマーから得られたプラスチックレン
ズ基材の表面に、特定のアナターゼ型の結晶構造を有す
る複合酸化物微粒子と有機ケイ素化合物を主成分とする
ハードコート膜を設け、その上に多層無機酸化物膜から
なる反射防止膜を設けて、高屈折率プラスチックレンズ
とする。
Description
ックレンズおよびその製造方法に関する。さらに詳しく
は、アッベ数、透明性、反射防止性などの光学性能が良
好で、かつ優れた表面硬度、耐候性、耐湿性、耐水性、
耐薬品性などを有し、しかも干渉縞の発生が防止された
高屈折率のプラスチックレンズ、およびこのものを効率
よく製造する方法に関するものである。
スレンズと比較して、軽量で割れにくい上、染色が容易
であるなどの特性を有することから、ファッション性が
重視される眼鏡レンズなどに広く普及している。この眼
鏡レンズ用樹脂としては、従来、ポリジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネート(以下、CR−39と略記
することがある。)が多用されている。しかしながら、
このCR−39は、屈折率が無機ガラス(nd=1.5
2)と比較するとnd=1.50と小さく、したがっ
て、ガラスレンズに比べ、マイナスレンズではコバ厚
が、プラスレンズでは中心厚が厚くなるのを免れないと
いう欠点を有している。そのため、屈折率がより高いプ
ラスチックレンズ材料の開発が進められてきた。屈折率
を高くする方法としては、これまで、例えば芳香環を導
入する方法、フッ素原子以外のハロゲン原子を導入する
方法、硫黄原子を導入する方法などが、数多く提案され
ている。これらの提案の中で、特に1分子中に2個以上
のエピチオ基を有する化合物を重合させたものは、屈折
率が1.70以上で、かつアッベ数が35以上であっ
て、無機光学ガラスに匹敵する光学物性を有する樹脂で
ある(特開平9−110979号公報)。
は、耐擦傷性を向上させるために、その表面にハードコ
ート膜を形成したり、あるいは反射防止の目的で多層膜
を設けたりすることが、よく行われている。この場合、
プラスチックレンズ基材とハードコート膜の屈折率が異
なると干渉縞が発生しやすく、眼鏡のファッション性が
損なわれることがあるため、ハードコート膜の屈折率
は、プラスチックレンズ基材の屈折率と同程度であるこ
とが好ましい。
例えば、Ti、Al、Sn、Ta、Zr、Ce、Sb、
W、Feなどの様々な高屈折率の金属酸化物の微粒子を
ハードコート膜の主成分として含有させることが行われ
てきた。しかしながら、前記したように、nd=1.7
0以上の屈折率を有するプラスチックレンズに適用し、
干渉縞発生を防止しようとする場合、該金属酸化物の含
有量が多くなりすぎて、クラックが発生したり、また、
たとえクラックが発生しなくても、耐水性や耐候性など
の化学的性質が劣るなどの問題が生じる。
反射防止性がnd=1.70以上の高屈折率レンズに対
応可能であったが、レンズの中でもプラスチックレンズ
に適用した場合、ハードコート膜の耐擦傷性が良好であ
っても、反射防止膜を施すことで、耐擦傷性を低下させ
る現象が多くみられた。また、このような場合、時に
は、アルカリなどの薬品に対する耐性も劣っていること
があった。
事情のもとで、アッベ数、透明性、反射防止性などの光
学性能が良好で、かつ優れた表面硬度、耐候性、耐湿
性、耐水性、耐薬品性などを有し、しかも干渉縞の発生
が防止された高屈折率のプラスチックレンズを提供する
ことを目的とするものである。
れた性能を有する高屈折率のプラスチックレンズを開発
すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のモノマーを注型重
合して得られたプラスチックレンズ基材の表面に、特定
のハードコート膜を設け、さらにその上に、多層無機酸
化物膜からなる反射防止膜を設けることにより、その目
的を達成しうることを見出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。
基材の表面に、ハードコート膜、さらにその上に反射防
止膜を有する高屈折率プラスチックレンズにおいて、
(1)プラスチックレンズ基材が、1分子中に2個以上
のエピチオ基を有する化合物を主成分とするモノマーを
注型重合して得られたものであり、(2)ハードコート
膜が、酸化チタンと酸化ジルコニウムと酸化ケイ素から
なるアナターゼ型の結晶構造を有する複合酸化物微粒子
および有機ケイ素化合物を主成分として含有するもので
あり、かつ(3)反射防止膜が、多層無機酸化物膜から
なること、を特徴とする高屈折率プラスチックレンズを
提供するものである。
は、本発明に従えば、1分子中に2個以上のエピチオ基
を有する化合物を主成分とするモノマーを注型重合して
得られたプラスチックレンズ基材の表面に、(a)酸化
チタンと酸化ジルコニウムと酸化ケイ素からなるアナタ
ーゼ型の結晶構造を有する複合酸化物微粒子および有機
ケイ素化合物を主成分として含有するハードコート膜形
成用塗工液を塗布し、硬化させてハードコート膜を形成
させる工程、および(b)上記(a)工程で形成された
ハードコート膜上に、多層無機酸化物膜からなる反射防
止膜を設ける工程、を順次施すことにより、製造するこ
とができる。
レンズ基材として、1分子中に2個以上のエピチオ基を
有する化合物を主成分とするモノマーを注型重合して得
られたものが用いられる。
を有する化合物としては、例えば一般式(I)
る。)で表される化合物を好ましく挙げることができ
る。
しては、
で、特に
タンが好適である。
知の方法(特開平9−110979号公報)により、容
易に製造することができる。
は、例えば、上記一般式(I)で表される化合物1種以
上と、所望により用いられる共重合可能なモノマー1種
以上とからなるモノマーに、所望により、硬化重合触
媒、重合促進剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などを添加
してなる原料混合物を、ガラスや金属製の成形型に注入
し、重合硬化させることにより、製造することができ
る。重合温度は、通常−10〜160℃、好ましくは−
10〜140℃の範囲であり、また、重合時間は、重合
温度などにより左右され、一概に定めることはできない
が、一般的には0.1〜100時間程度、好ましくは1
〜48時間程度である。さらに、重合硬化終了後、重合
硬化物をその歪みを除くために、50〜150℃の範囲
の温度で、10分ないし5時間程度アニール処理するの
が有利である。
ば他のエピスルフィド化合物、エポキシ化合物、多価カ
ルボン酸、多価カルボン酸無水物、メルカプトカルボン
酸、ポリメルカプタン、メルカプトアルコール、ポリフ
ェノール、アミン類、アミド類などのエピチオ基と反応
可能な官能基2個以上を有する化合物、不飽和基を有す
るエポキシ化合物、不飽和基を有するエピスルフィド化
合物、不飽和基を有するカルボン酸やその誘導体などの
エピチオ基と反応可能な官能基1個以上と他の単独重合
可能な官能基1個以上を有する化合物、グリシジルエス
テル、グリシジルチオエステル、グリシジルエーテル、
グリシジルチオエーテルなどのエピチオ基と反応可能
で、かつ単独重合可能な官能基1個を有する化合物など
を挙げることができる。
ン類、ホスフィン類、鉱酸類、ルイス酸類、有機酸類、
ケイ酸類、四フッ化ホウ酸などが挙げられ、重合促進剤
としては、例えば有機過酸化物やアゾ系化合物、公知の
光重合触媒などのラジカル重合開始剤などが挙げられ
る。このようにして得られたプラスチックレンズ基材
は、屈折率(nd)が1.65以上で、かつアッベ数3
5以上のものが好適である。
前記プラスチックレンズ基材の表面に、ハードコート膜
および反射防止膜が順次設けられたものであって、該ハ
ードコート膜は、(イ)酸化チタンと酸化ジルコニウム
と酸化ケイ素からなるアナターゼ型の結晶構造を有する
複合酸化物微粒子および(ロ)有機ケイ素化合物を主成
分として含有するものである。
イ素化合物をドープした核微粒子と、その周囲に被覆さ
れた、酸化ジルコニウムと酸化ケイ素との混合微粒子と
からなるものを好ましく挙げることができる。なお、こ
の「酸化ジルコニウムと酸化ケイ素との混合微粒子」
は、酸化ジルコニウム微粒子と酸化ケイ素微粒子との混
合物以外に、酸化ジルコニウムを核にし、これに酸化ケ
イ素が被覆されているものも包含する。
物微粒子を構成する核微粒子は、酸化チタンにケイ素化
合物をドープしたものである。ここで、「ドープ」と
は、酸化チタンにケイ素化合物を添加することを意味す
る。この添加されたケイ素化合物は、酸化チタンと物理
的に混合されている状態でもよく、また、原子置換など
の化学的反応によって、ケイ素原子が酸化チタン分子鎖
内に入り込んだ状態でもよい。このケイ素化合物として
は、例えば酸化ケイ素、水酸化ケイ素などが挙げられ
る。このように、酸化チタンにケイ素化合物をドープし
た核微粒子を用いることにより、得られるハードコート
膜の耐候性(非着色性)や、耐水性などの化学的性質が
向上する。
化物微粒子を構成する他の成分は、上記核微粒子の周囲
に被覆された、酸化ジルコニウムと酸化ケイ素との混合
微粒子である。この核微粒子の周囲に被覆された混合微
粒子を構成する成分として、酸化ジルコニウムを用いる
ことにより、得られるハードコート膜の耐候性(非着色
性)や、耐水性などの化学的性質が、さらに向上する。
また、酸化ジルコニウムと共に酸化ケイ素を用いた理由
は、酸化ジルコニウムのみであると、この酸化物複合体
微粒子を、後述の(ロ)成分の有機ケイ素化合物と混合
した際に、結合して凝集しやすく、得られるハードコー
ト膜にくもりが発生しやすいのに対し、酸化ケイ素を用
いることにより、このような凝集の問題が防止され、ハ
ードコート膜形成用塗工液の分散均一性が確保されるか
らである。
化物微粒子は、上述のように、核微粒子と、その周囲に
被覆された混合微粒子とからなるものであるが、前者の
核微粒子におけるTi/Si原子比は2.855〜3.
260の範囲が好ましく、特に2.950〜3.160
の範囲が好ましい。また、核微粒子に対する被覆微粒子
の重量比は0.065〜0.50の範囲が好ましく、特
に0.068〜0.072の範囲が好適である。
を有する複合酸化物微粒子の平均粒子径は1〜200m
μの範囲が好ましい。この平均粒子径が1mμ未満では
微粒子が凝集しやすいし、200mμを超えると透明な
ハードコート膜が得られにくい。微粒子の凝集防止性お
よびハードコート膜の透明性の点から、この平均粒子径
は1〜100mμの範囲がより好ましく、特に1〜20
mμの範囲が好適である。
晶構造を有する複合酸化物微粒子は、その分散状態を安
定に維持するために、また耐水性を向上するために、そ
の表面を各種有機酸、アルカリ、有機ケイ素化合物、酸
化ケイ素などで処理してもよい。この際使用する有機酸
としては、クエン酸や酒石酸などが挙げられ、アルカリ
としては、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属の
水酸化物またはその塩の水溶液、あるいはアンモニア、
有機アミンなどが挙げられる。また、有機ケイ素化合物
としては、例えばγ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシランやγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ランなどのシランカップリング剤、あるいはメチルトリ
クロロシランやテトラメトキシシランなどの有機シラン
などが挙げられる。このアナターゼ型の結晶構造を有す
る複合酸化物微粒子は、粉砕法、気相法、イオン交換
法、加水分解法などの公知の方法により、製造すること
ができる。
としては、例えば一般式(II) (R1)a(R2)bSi(OR3)4-(a+b) …(II) [ここで、R1、R2は、炭素数1〜10のアルキル基、
アリール基、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリー
ル、アルケニル、またはエポキシ基、(メタ)アクリル
オキシ基、メルカプト基、もしくはシアノ基を有する有
機基でSi−C結合によりケイ素と結合されるものであ
り、R3は、炭素数1〜6のアルキル基、アルコキシア
ルキル基またはアシル基であり、aおよびbは0、1ま
たは2であり、a+bが1または2である。]
メトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルト
リメトキシエトキシシラン、メチルトリアセトキシシラ
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、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキ
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、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリ
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、フェニルトリアセト
キシシラン、λ−クロロプロピルトリメトキシシラン、
λ−クロロプロピルトリエトキシシラン、λ−クロロプ
ロピルトリプロポキシシラン、3,3,3−トリフロロ
プロピルトリメトキシシラン、λ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、λ−グリシドキシプロピルトリ
エトキシシラン、λ−(β−グリシドキシエトキシ)プ
ロピ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、γ−メチクリルオキシ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−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、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、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、β−シアノエチルトリエト
キシシラン等のトリアルコキシまたはトリアシルオキシ
シラン類、およびジメチルジメトキシシラン、フェニル
メチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、
フェニルメチ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、γ−グリシドキシプロピ
ルフェニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルフェニ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、ジメチルジアセトキシシラン、γ−メタク
リルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタ
クリルオ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等のジアルコキシシラン
またはジアシルオキシシラン類が挙げられる。これらの
有機ケイ素化合物は、単独または2種以上組合わせるこ
とも可能である。
有機ケイ素化合物と併用できるものとして、各種のテト
ラアルコキシシラン類がある。このようなテトラアルコ
キシシラン類の例としては、メチルシリケート、エチル
シリケート、n−プロピルシリケート、イソプロピルシ
リケート、n−ブチルシリケート、sec−ブチルシリケ
ートおよびt−ブチルシリケート等が挙げられる。
ケイ素化合物やテトラアルコキシシランを、塩酸や硫酸
などの無機酸、酢酸などの有機酸の存在下、部分または
完全加水分解することにより、得られる。この際、加水
分解を均一に行うために、適当な有機溶媒を用いてもよ
い。
素化合物として、前記一般式(II)で表される化合物を
1種用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい
し、これらの化合物1種以上の加水分解物を用いてもよ
く、あるいは一般式(II)で表される化合物1種以上と
その加水分解物1種以上とを組み合わせて用いてもよ
い。
けるハードコート膜においては、前記(イ)成分と
(ロ)成分の含有割合は、使用するプラスチックレンズ
基材の種類やハードコート膜の所望屈折率などに応じて
適宜選定されるが、一般的には、(ロ)成分100重量
部に対して、(イ)成分が10〜500重量部の範囲に
あるのが好ましい。この(イ)成分の量が10重量部未
満ではハードコート膜の屈折率が低くなるおそれがある
し、500重量部を超えるとハードコート膜の透明性が
低下する傾向がみられる。ハードコート膜の屈折率およ
び透明性のバランスなどの面から、この(イ)成分のよ
り好ましい含有量は20〜100重量部の範囲である。
は、本発明の目的が損なわれない範囲で、種々の添加成
分、例えばハードコート膜形成時の硬化反応を促進する
ための硬化剤、基材との屈折率を合わせるための微粒子
状無機物、ハードコート膜形成用塗工液を基材上に塗布
する際の濡れ性やハードコート膜の平滑性を向上させる
ための界面活性剤、染色性や可とう性などを向上させる
ためのエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂など
の樹脂類、さらには紫外線吸収剤、酸化防止剤などを、
所望により含有させることができる。
ン、エチルアミンなどのアミン類、ルイス酸やルイス塩
基などの各種酸や塩基、具体的には有機カルボン酸、ク
ロム酸、次亜塩素酸、ホウ酸、過塩素酸、臭素酸、亜セ
レン酸、アルミン酸、炭酸などの酸およびその塩、さら
にはアルミニウム、ジルコニウム、チタニウム、マグネ
シウムなどの金属アルコキシド、アルミニウムアセチル
アセトナートなどの金属キレート化合物などが挙げられ
る。また、粒子状無機物の例としては、酸化ケイ素、酸
化ジルコニウム、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化タン
グステン、酸化スズと酸化タングステンの複合体微粒
子、酸化スズと酸化ジルコニウムと酸化タングステンの
複合体微粒子などが挙げられる。このハードコート膜
は、厚さが1〜5μmの範囲にあり、かつ屈折率が基材
の屈折率に近似したものが好適である。
反射防止膜について説明する。本発明の高屈折率プラス
チックレンズにおける反射防止膜は、多層無機酸化物膜
からなるものであって、特に制限はない。このような反
射防止膜としては、多層構造の反射防止層、あるいは表
面強化層と、その上に設けられる多層構造の反射防止層
との組合わせからなるものが挙げられるが、後者の構成
の反射防止膜は、特に表面強化と反射防止エリアの拡大
が達成される点などから、好適である。
構造のもの、例えば以下に示す低屈折率層と高屈折率層
とを交互に積層した多層構造のものが好適である。すな
わち、前記ハードコート膜また後述の表面強化層側か
ら、酸化タンタル、酸化ジルコニウムおよび酸化イット
リアムの中から選ばれる少なくとも1種からなる光学膜
厚0.09λ〜0.14λの層と、酸化ケイ素からなる
光学膜厚0.04λ〜0.07λの層とからなる低屈折
率のコンポジット層、酸化タンタル、酸化ジルコニウム
および酸化イットリアムの中から選ばれる少なくとも1
種からなる光学膜厚0.24λ〜0.28λの高屈折率
層、および酸化ケイ素からなる光学膜厚0.24λ〜
0.28λの低屈折率層から構成された多層構造の反射
防止層が好ましい。
いては、ハードコート膜と反射防止層との間に反射防止
膜の一部として表面硬化と反射防止エリア拡大を目的と
した層(本明細書において表面硬化層という)を設ける
ことにより、耐擦傷性、耐湿性、耐水性などがさらに改
良され、かつ反射防止エリアが拡大される。この表面硬
化層としては、ハードコート膜側から、少なくとも酸化
ケイ素(SiO2、SiOまたはこれらの混合物)から
なる光学膜厚0.25λ以下の第1層、酸化ジルコニウ
ム、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸
化セリウムおよび酸化イットリウム(ZrO2、Ta2O
5、Al2O3、TiO2、TiO、Ti2O5、CeO2お
よびY2O3)の中から選ばれる少なくとも1種からなる
光学膜厚0.25λ以下の第2層および酸化ケイ素(S
iO2、SiOまたはこれらの混合物)からなる光学膜
厚0.25λ以上の第3層から構成されたものを好まし
く挙げることができる。
ズの製造方法について説明する。本発明の方法において
は、まず、前記したように、1分子中に2個以上のエピ
チオ基を有する化合物を主成分とするモノマーを注型重
合して、プラスチックレンズ基材を作製したのち、この
基材の表面に、(a)ハードコート膜形成用塗工液を塗
布し、硬化させてハードコート膜を形成させる工程、お
よび(b)このハードコート膜上に、反射防止膜を蒸着
法により設ける工程が順次施される。
前に、プラスチックレンズ基材を、ハードコート膜との
密着性の向上や清浄化を目的として、所望により前処理
することができる。この前処理法としては、例えば酸や
アルカリ、有機溶剤などによる化学的処理、プラズマや
紫外線などによる物理的処理、各種洗浄剤を用いる洗浄
処理、さらには各種樹脂を用いるプライマー処理などが
挙げられる。
用塗工液を調製する。このハードコート膜形成用塗工液
は、適当な有機溶剤中に、酸化チタンと酸化ジルコニウ
ムと酸化ケイ素とからなるアナターゼ型の結晶構造を有
する複合酸化物微粒子と、前記一般式(II)で表される
有機ケイ素化合物および/またはその加水分解物とを所
定の割合で添加し、さらに必要に応じて各種添加成分を
加えることにより、調製することができる。
を、前記のようにして表面処理されたプラスチックレン
ズ基材の表面に、硬化後の厚さが所望の値になるように
塗布する。塗布法としては、例えばディッピング法、ス
ピンコート法、スプレー法など、通常行われている方法
を用いることができるが、面精度などの点から、ディッ
ピング法およびスピンコート法が好適である。
ハードコート膜形成用塗工液を、熱風乾燥または活性エ
ネルギー線照射などにより、硬化させるが、この硬化
は、50〜200℃、特に70〜130℃の熱風中で行
うのが好ましい。また、活性エネルギー線としては、遠
赤外線などがあり、熱による損傷を低く抑えることがで
きる。このようにして、プラスチックレンズ基材の表面
に所望のハードコート膜が形成される。
たハードコート膜上に、多層構造の反射防止層、好まし
くは表面強化層と多層構造の反射防止層とを蒸着法によ
り順次形成させることにより、反射防止膜を設ける。ハ
ードコート膜上に表面強化層と反射防止層を設ける場合
には、例えば、まずハードコート膜上に、少なくとも酸
化ケイ素からなる光学膜厚0.25λ以下の第1層、酸
化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸
化チタン、酸化セリウムおよび酸化イットリウムの中か
ら選ばれる少なくとも1種からなる光学膜厚0.25λ
以下の第2層および酸化ケイ素からなる光学膜厚0.2
5λ以上の第3層から構成された表面強化層を蒸着法に
より順次形成させたのち、その上に前記したような多層
構造の反射防止層を、蒸着法により順次形成させればよ
い。
ッタリング法、イオンプレーティング法などの物理蒸着
法(PVD法)、あるいは化学蒸着法(CVD法)など
を採用することができる。
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。なお、実施例および比較例で得られ
たプラスチックレンズの物性を、下記の要領に従い測定
した。
ズ表面の干渉縞の発生がほとんどないものを○、干渉縞
が明確に判るものを×として判定した。 (ロ)クラック ハードコート膜や反射防止膜を施した場合にクラック発
生のなかったものを○、クラックが発生したものを×と
して判定した。 (ハ)透明性 暗室の蛍光灯下でレンズを目視検査し、透明性の良好な
ものを○、そうでないものを×として判定した。
られた値から屈折率を計算した。この際得られた屈折率
がnd=1.69以上のものを○、そうでないものを×
として判定した。
チックレンズ表面の3〜4cmの距離を20往復擦った
のち、目視検査で入った傷の状態から耐擦傷性を下記の
基準に従い判定した。 A:全く傷がない B:1〜5本の傷が確認される C:6〜20本の傷が確認される D:21本以上の傷があるが曇りには見えない状態 E:多数の傷があり曇りに近い状態
し、このクロスカットした部分に粘着テープ[商品名
「セロテープ」ニチバン(株)製品]を強く貼り付けた
のち、急速に粘着テープを剥がし、粘着テープを剥がし
た後の基盤目に全く膜剥がれの無かったものを○、膜剥
がれがあったものを×とした。
ズを入れたのち、レンズを取り出して室内で保管し、1
日後に耐擦傷性試験と密着性試験を行った。
性試験を行った。
(株)製)にて300時間照射を行ったのち、目視検査
でほとんど変化のなかったものを○、変化のあったもの
を×とした。
ズを30分間浸漬し、膜剥がれのないものを○、膜剥が
れがあったものを×として判定した。
し、視感透過率が98%以上のものを○、98%未満の
ものを×とした。
0gを−15℃に冷却したのち、ポリテトラフルオロエ
チレン(PTFE)製0.5μmメンブランカプセルカ
ートリッジフィルター(アドバンテック社製、型番:C
CF−050−C1B)を取り付けた加圧タンクに入
れ、窒素圧約2.5kgf/cm2程度の圧力で加圧ろ
過を行った。このろ過したモノマーを用い、室温で下記
のように原料混合物を調製した。
し、溶解を確認したのち、10mmHg下で1分間程度
軽く泡抜きを行ったものを、加圧タンクに入れPTFE
製1.0μmメンブランカプセルカートリッジフィルタ
ー(アドバンテック東洋社製、型番:CCF−100−
C1B)で異物をろ過しながら、ポリオレフィン系ガス
ケットと強化されたガラス型からなる成形型中に泡を含
まないように注入した。重合は空気炉を使用して20℃
で10時間保持したのち、3時間かけて30℃まで昇温
後、4時間かけて45℃まで昇温し、さらに4時間かけ
て100℃まで昇温してから、100℃で1時間保持す
ることで行った。放冷後、型から樹脂を取り外し、屈折
率(nd)=1.70、アッベ数36のプラスチックレ
ンズ基材を得た。
キシシラン1045重量部とγ−グリシドキシプロピル
メチルジエトキシシラン200重量部を加え、撹拌しな
がら0.01モル/リットル塩酸299重量部を添加
し、10℃のクリーンルーム内で一昼夜撹拌を続け、シ
ラン加水分解物を得た。
ム、酸化ケイ素を主体とする複合微粒子ゾル(メタノー
ル分散、全固形分30重量%、平均粒子径5〜8mμ、
核微粒子中の構成比:Ti/Siの重量比=84/16
であるので、Ti/Si原子比=3.07である。核微
粒子への酸化ジルコニウム−酸化ケイ素の被覆率:7重
量%、表面改質剤:γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン)3998重量部にメチルセロソルブ401
8重量部とイソプロパノール830重量部を加え撹拌混
合し、さらにシリコーン系界面活性剤[日本ユニカー
(株)製「L−7001」]4重量部とアルミニウムア
セチルアセトネート100重量部とを加え上記と同様に
10℃のクリーンルーム内で一昼夜撹拌を続けたのち、
上記加水分解物と合わせ、さらに一昼夜撹拌した。その
後3μmのフィルターでろ過を行いハードコート膜形成
用塗工液Aを得た。
レンズ基材をプラズマ処理(グロー放電、使用ガス:ア
ルゴン、ガス流量:15cc/min.、初期真空度:
8Pa、出力:400W、処理時間:30秒)し、純水
洗浄及び乾燥、放冷を行ったのち、前記ハードコート膜
形成用塗工液Aに浸漬させ、20秒後に引き上げ速度2
0cm/min.で引き上げ、さらに110℃に設定し
たオーブン内で1時間加熱してハードコート膜を形成し
た。形成されたハードコート膜は、酸化チタン、酸化ジ
ルコニウム、および酸化ケイ素からなるアナターゼ型結
晶構造を有する複合酸化物微粒子と有機ケイ素化合物と
を含有している。
ックレンズを蒸着装置に入れ、排気しながら85℃に加
熱し、イオン銃処理(キャリアガス:酸素、電圧:40
0eV、処理時間:30秒)を行い、次いで真空度2×
10-5Torrまで排気を続けたのち、電子ビーム加熱
法にて蒸着原料を蒸着させ、ハードコート膜側より、T
a2O5(0.12λ)/SiO2(0.05λ)/Ta2
O5(0.25λ)/SiO2(0.25λ)の4層で構
成された反射防止膜を形成することにより、ハードコー
ト膜と反射防止膜が設けられたプラスチックレンズを作
製した。このレンズの物性を表1に示す。また、このハ
ードコート膜と反射防止膜が設けられたプラスチックレ
ンズの(片面)反射率曲線を図1に示す。
膜および反射防止膜付きプラスチックレンズは、430
nmと590nmで2つの谷間を有するW型の(片面)
反射率曲線を有する。干渉色は、基本色はグリーンであ
るが、斜め方向からは若干赤紫系である。
わりに、以下に示すハードコート膜形成用塗工液Bを用
い、ハードコート膜を形成した。また、ハードコート膜
側より、SiO2(0.08λ)/TiO2(0.04
λ)/SiO2(0.1λ)/TiO2(0.12λ)/
SiO2(0.05λ)/TiO2(0.25λ)/Si
O2(0.25λ)の構成の反射防止膜を形成した以外
は、実施例1と同様にして、ハードコート膜と反射防止
膜が設けられたプラスチックレンズを作成した。このレ
ンズの物性を表1に示す。上記反射膜においては、第3
層のSiO2膜の膜厚が0.1λであり、本発明の所望
態様である表面硬化層の第3層(SiO2)層の膜厚
0.25λ以上に含まれないことに留意されたい。
ステンレス製容器にγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン840重量部とγ−メタクロキシプロピルト
リメトキシシラン190重量部とテトラエトキシシラン
50重量部を加え、撹拌しながら0.01モル/リット
ル塩酸重量部を添加し、10℃のクリーンルーム内で一
昼夜撹拌を続け、シラン加水分解物を得た。
ム、酸化ケイ素を主体とする複合微粒子ゾル(実施例1
と同様のゾル)4050重量部にグリセロールトリグリ
シジルエーテル110重量部とエチルセロソルブ343
0重量部を加え撹拌混合し、さらにシリコーン界面活性
剤[日本ユニカー(株)製「L−7001」〕5重量部
とアルミニウムアセチルアセトネート100重量部とを
加え上記と同様に10℃のクリーンルーム内で一昼夜撹
拌を続けたのち、上記加水分解物を合わせ、さらに一昼
夜撹拌した。その後3μmのフィルターでろ過を行いハ
ードコート膜形成用塗工液Bを得た。
膜側より、SiO2(0.08λ)/Ta2O5(0.0
4λ)/SiO2(0.5λ)/Ta2O5(0.12
λ)/SiO2(0.05λ)/Ta2O5(0.25
λ)/SiO2(0.25λ)とし、前の3層により表
面硬化層を、後の4層により反射防止層を形成した以外
は、実施例1と同様にしてハードコート膜および反射防
止膜が設けられたプラスチックレンズを作製した。この
レンズの物性を表2に示す。また、このハードコート膜
および反射防止膜付きプラスチックレンズの(片面)反
射率曲線を図1に示す。
膜および反射防止膜付きプラスチックレンズは、実施例
1のハードコート膜および反射防止膜付きプラスチック
レンズと同様にW型の(片面)反射率曲線を有するが、
実施例1のハードコート膜および反射防止膜付きプラス
チックレンズに比べて、W型の反射率曲線の2つの谷で
挟まれた帯域の、反射率が0.9%以下の区間を430
〜630nmと広くでき、反射防止エリアが拡大されて
いる。また、同時に630〜780nm間の帯域の反射
率を4.5%程度以下と、反射率曲線の長波長側の谷を
下げているので、全方向の視野からグリーン系の干渉色
を有するレンズを提供でき、高い商品価値のレンズとな
っている。
わりに、以下に示すハードコート膜形成用塗工液Cを用
い、ハードコート膜を形成した以外は、実施例3と同様
にしてハードコート膜と反射防止膜が設けられたプラス
チックレンズを作製した。このレンズの物性を表2に示
す。
ステンレス製容器にγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン996重量部とメチルトリエトキシシラン2
49重量部を加え、撹拌しながら0.01モル/リット
ル塩酸340重量部を添加し、10℃のクリーンルーム
内で一昼夜撹拌を続け、シラン加水分解物を得た。
ム、酸化ケイ素を主体とする複合微粒子ゾル(プロピレ
ングリコールモノメチルエーテル分散、全固形分20重
量%、平均粒子径5〜8mμ、核微粒子中の構成比:T
i/Siの重量比=84/16であるので、Ti/Si
原子比=3.07である。核微粒子への酸化ジルコニウ
ム−酸化ケイ素の被覆率:7重量%、表面改質剤:テト
ラエトキシシラン)6145重量部にメタノール190
0重量部とアセト酢酸エチル240重量部を加え撹拌混
合し、さらにシリコーン系界面活性剤[日本ユニカー
(株)製「Y−7006」]2重量部とアルミニウムア
セチルアセトネート80重量部を加え上記と同様に10
℃のクリーンルーム内で一昼夜撹拌を続けたのち、上記
加水分解物を合わせ、さらに一昼夜撹拌した。その後3
μmのフィルターでろ過を行いハードコート膜形成用塗
工液Cを得た。
わりに、前記ハードコート膜形成用塗工液Bを用い、ハ
ードコート膜を形成した以外は、実施例3と同様にして
ハードコート膜と反射防止膜が設けられたプラスチック
レンズを作製した。このレンズの物性を表2に示す。
膜側より、SiO2(0.08λ)/TiO2(0.04
λ)/SiO2(0.5λ)/TiO2(0.12λ)/
SiO2(0.05λ)/TiO2(0.25λ)/Si
O2(0.25λ)という構成に変更し、第4層におい
て蒸着の際にイオンビームアシストしたこと以外は、実
施例3と同様にしてハードコート膜および反射防止膜が
設けられたプラスチックレンズを作製した。このレンズ
の物性を表2に示す。
膜付きプラスチックレンズの反射率曲線を図2に示す。
図2から分かるように、このハードコート膜および反射
防止膜付きプラスチックレンズは、実施例1のハードコ
ート膜および反射防止膜付きプラスチックレンズと同様
にW型の(片面)反射率曲線を有するが、実施例1のハ
ードコート膜および反射防止膜付きプラスチックレンズ
に比べて、W型の反射率曲線の2つの谷で挟まれた帯域
の、反射率が0.9%以下の区間を430〜630nm
と広くでき、反射防止エリアが拡大されている。また、
同時に630〜780nm間の帯域の反射率を4.5%
程度以下と、反射率曲線の長波長側の谷を下げているの
で、全方向の視野からグリーン系の干渉色を有するレン
ズを提供でき、高い商品価値のレンズとなっている。
膜側より、SiO2(0.08λ)/ZrO2(0.04
λ)/SiO2(0.5λ)/ZrO2(0.12λ)/
SiO2(0.05λ)/ZrO2(0.25λ)/Si
O2(0.25λ)という構成に変更したこと以外は、
実施例3と同様にしてハードコート膜および反射防止膜
が設けられたプラスチックレンズを作製した。このレン
ズの物性を表2に示す。
わりに、該塗工液Aにおける酸化チタン、酸化ジルコニ
ウムおよび酸化ケイ素を主体とする複合微粒子ゾルを、
酸化チタン単独のゾルに変更して調製したハードコート
膜形成用塗工液Dを用い、ハードコート膜を形成した以
外は、実施例3と同様にしてハードコート膜および反射
防止膜が設けられたプラスチックレンズを作製した。こ
のレンズの物性を表2に示す。
わりに、以下に示すハードコート膜形成用塗工液Eを用
い、ハードコート膜を形成した以外は、実施例3と同様
にしてハードコート膜と反射防止膜が設けられたプラス
チックレンズを作製した。このレンズの物性を表2に示
す。
ステンレス製容器にγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン1045重量部とγ−グリシドキシプロピル
メチルジエトキシシラン200重量部を加え、撹拌しな
がら0.01モル/リットル塩酸299重量部を添加
し、10℃のクリーンルーム内で一昼夜撹拌を続け、シ
ラン加水分解物を得た。
た微粒子ゾル(メタノール分散、全固形分25重量%、
平均粒径10〜15mμm)6972重量部にメチルセ
ロソルブ4600重量部とイソプロパノール100重量
部を加え撹拌混合し、さらにシリコーン系界面活性剤
[日本ユニカー(株)製「L−7001」]4重量部と
アルミニウムアセチルアセトネート100重量部とを加
え上記と同様に10℃のクリーンルーム内で一昼夜撹拌
を続けたのち、上記加水分解物を合わせ、さらに一昼夜
撹拌した。その後3μmのフィルターでろ過を行いハー
ドコート膜形成用塗工液Eを得た。
は実施例3と同様にしてねハードコート膜のみを設けた
プラスチックレンズを作製した。このレンズの物性を表
2に示す。
射防止性などの光学性能が良好で、かつ優れた表面硬
度、耐候性、耐湿性、耐水性、耐薬品性などを有し、し
かも干渉縞の発生が防止された高屈折率のプラスチック
レンズが容易に得られる。
および反射防止膜付きプラスチックレンズの反射率曲線
である。
射防止膜付きプラスチックレンズの反射率曲線である。
化物微粒子は、上述のように、核微粒子と、その周囲に
被覆された混合微粒子とからなるものであるが、前者の
核微粒子におけるTi/Si原子比は2.855〜3.
260の範囲が好ましく、特に2.950〜3.160
の範囲が好ましい。また、核微粒子に対する被覆微粒子
の重量比は0.065〜0.150の範囲が好ましく、
特に0.068〜0.072の範囲が好適である。
Claims (8)
- 【請求項1】 プラスチックレンズ基材の表面に、ハー
ドコート膜、さらにその上に反射防止膜を有する高屈折
率プラスチックレンズにおいて、(1)プラスチックレ
ンズ基材が、1分子中に2個以上のエピチオ基を有する
化合物を主成分とするモノマーを注型重合して得られた
ものであり、(2)ハードコート膜が、酸化チタンと酸
化ジルコニウムと酸化ケイ素からなるアナターゼ型の結
晶構造を有する複合酸化物微粒子および有機ケイ素化合
物を主成分として含有するものであり、かつ(3)反射
防止膜が、多層無機酸化物膜からなること、を特徴とす
る高屈折率プラスチックレンズ。 - 【請求項2】 反射防止膜が、ハードコート膜側から、
少なくとも酸化ケイ素からなる光学膜厚0.25λ以下
の第1層、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化アル
ミニウム、酸化チタン、酸化セリウムおよび酸化イット
リウムの中から選ばれる少なくとも1種からなる光学膜
厚0.25λ以下の第2層および酸化ケイ素からなる光
学膜厚0.25λ以上の第3層から構成された表面強化
層と、その上に設けられた反射防止層からなるものであ
る請求項1に記載の高屈折率プラスチックレンズ。 - 【請求項3】 1分子中に2個以上のエピチオ基を有す
る化合物が、一般式(I) 【化1】 (式中、mは1〜6の整数、nは0〜4の整数であ
る。)で表される化合物である請求項1または2に記載
の高屈折率プラスチックレンズ。 - 【請求項4】 一般式(I)で表される化合物が、1,
2:6,7−ジエピチオ−4−チアヘプタンである請求
項3に記載の高屈折率プラスチックレンズ。 - 【請求項5】 1分子中に2個以上のエピチオ基を有す
る化合物を主成分とするモノマーを注型重合して得られ
たプラスチックレンズ基材の表面に、(a)酸化チタン
と酸化ジルコニウムと酸化ケイ素からなるアナターゼ型
の結晶構造を有する複合酸化物微粒子および有機ケイ素
化合物を主成分として含有するハードコート膜形成用塗
工液を塗布し、硬化させてハードコート膜を形成させる
工程、および(b)上記(a)工程で形成されたハード
コート膜上に、多層無機酸化物膜を設ける工程、を順次
施すことを特徴とする高屈折率プラスチックレンズの製
造方法。 - 【請求項6】 工程(b)において、上記(a)工程で
形成されたハードコート膜上に、少なくとも酸化ケイ素
からなる光学膜厚0.25λ以下の第1層、酸化ジルコ
ニウム、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、酸化セリウムおよび酸化イットリウムの中から選ば
れる少なくとも1種からなる光学膜厚0.25λ以下の
第2層および酸化ケイ素からなる光学膜厚0.25λ以
上の第3層から構成された表面強化層と、反射防止層を
蒸着法により順次形成させて、反射防止膜を設ける請求
項5に記載の方法。 - 【請求項7】 1分子中に2個以上のエピチオ基を有す
る化合物が、一般式(I) 【化2】 (式中、mは1〜6の整数、nは0〜4の整数であ
る。)で表される化合物である請求項5または6に記載
の方法。 - 【請求項8】 一般式(I)で表される化合物が、1,
2:6,7−ジエピチオ−4−チアヘプタンである請求
項7に記載の方法。
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1998
- 1998-12-18 JP JP36137198A patent/JP3938636B2/ja not_active Expired - Lifetime
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