JPS5931450B2 - 摩耗抵抗性レンズの製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の背景 アリルジグリコールカーボネート重合体は光学工業界で
広く眼鏡レンズその他のレンズに使用されている。

この重合体レンズは鋳造法で安価に作ることができ、費
用のかかる研摩作業を必要とせずに複雑な表面形状を得
ることができるため有利である。アリルジグリコールカ
ーボネート重合体はメタクリル酸メチル重合体で作られ
たレンズよシもかなシ耐摩耗性が高いが、硬質の透明保
護層で表面を被覆してこのアリルジグリコールカーボネ
ートレンズの耐摩耗性を更に増加することが望ましい。
本発明の分野 本発明は耐摩耗性被覆物で保護された眼鏡用アリルジグ
リコールカーボネート重合体レンズのような光学部品に
関連する。

米国特許第３４０４４２６号の発明は重合体表面に被覆
用溶液を塗布することで得られる表面フィルムを有する
有機重合体基質の製法に関連し、この被覆用溶液は、炭
素原子１−１２個を含むアルコールのエステルでかつケ
イ素原子１個当りケイ酸エステル基０．０１−２．０個
を有するポリケイ酸エステルと、無溶剤フィルム中の前
記エステルと相溶性のある有機重合体物質及び表面が被
覆される重合体の有機溶剤とを含む。

この特許は縮合ポリエステル樹脂がこの特許発明の方法
によつて被覆するのに適した重合体基質であることを開
示している。ポリケイ酸エステルと組み合わせて使用さ
れる相溶性有機重合体は、例えば尿素ホルムアルデヒド
又はフエノールアルデヒド型重合体でよく、又ポリビニ
ルアルコールのように遊離したアルコール即ち水酸基を
含有する部分的加水分解重合体でもよい。本発明の方法
で重合体基質として選択されたアリルジグリコールカー
ボネート重合体組成物は通常、付加型重合体として記述
され、縮合型重合体ではない。

十分に加水分解されたポリビニルアルコール（約９０−
１００％加水分解）が本発明の被覆法に利用され、部分
的加水分解ポリビニルアルコール（約６０−８５％加水
分解）を含有するポリケイ酸エステル被覆物よリも耐摩
耗性が増加する。本発明に使用するアリルジグリコール
カーボネート重合体は一般にエメリ一紙の摩擦による摩
耗にはよく耐えるが、本発明の方法によつてこの重合体
表面の摩耗抵抗性は更に向上する。米国特許第３４８４
１５７号の発明は耐摩耗性透明ブラスチツク光学部品に
関連し、この光学部品はジアルデヒド架橋剤で架橋され
たビニル重合体からなる直接接着被覆物を有する透明有
機物質を付着することによつて作られる。この特許の方
法はアリルジグリコールカーボネート重合体のレンズの
品質向上に使用できることが開示されている。米国特許
第２４０４３５７号の発明は、少くとも１５重量％の水
で加水分解されたケイ酸エチルと、部分的加水分解酢酸
ビニル重合体とを含む被覆用溶液を塗布することで作ら
れた被覆メタクリル酸メチル重合体に関連し、このメタ
クリル酸メチル重合体表面に塗布した後、前記被覆物を
剛性表面に高温度で加圧して該被覆物を硬化し、該メタ
クリル酸メチル重合体表面に被覆物を確実に接着するも
のである。

米国特許第３７００４８７号の発明にはジアリルグリコ
ールカーボネートレンズ上の軽度に架橋したポリビニル
アルコールの防曇耐摩耗性被覆物が示され、この被覆は
苛性アルカリ、例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カリ
ウムの水溶液又はアルコール溶液に浸漬し、重合体表面
を最初加水分解することによつて適当に接着される。

本発明の要約 本発明のアリルジグリコールカーボネートレンズの製法
は、加水分解ポリケイ酸エステルに約９０−１００％加
水分解したポリビニルアルコールを組み合わせた被覆用
溶液を該レンズに塗布する工程を含んでいる。

杢発明の方法は、該レンズの少くとも一表面に被覆用溶
液を塗布し、この溶液から揮発性物質を蒸発させ、次に
この被覆物を高温度で硬化する方法である。本発明で得
られる被覆アリルジグリコールカーボネートレンズは非
被覆レンズより耐摩耗性が高い。この被覆物の接着は被
覆工程前のアルカリ処理によつて重合体レンズ表面を加
水分解処理することで促進される。好適実施例の説明本
発明の耐摩耗性アリルジグリコールカーボネートレンズ
は加熱成形、鋳造等で作られた透明ベース要素を含んで
いる。

本発明によれば、約９０−９９％加水分解したポリ酢酸
ビニルを含むポリビニルアルコールに、炭素原子１−１
２個を含有するアルコールのエステルで、かつケイ素原
子１個当りケイ酸エステル基４個までを有する加水分解
ポリケイ酸エステルを組み合わせた直接接着耐摩耗性透
明被覆物を有するレンズが得られる。

このポリビニルアルコールは通常ポリ酢酸ビニルを加水
分解することで得られる。上記の被覆用醇液は濃度約２
２−２６重量％の水溶液の形に作られる。

前記のポリビニルアルコール対ポリケイ酸エステルの比
率は約１対７である。ポリケイ酸エステルを作るケイ酸
はケイ素に結合した水酸基を有する。

このエステルは塗布前に加水分解される。ポリケイ酸エ
ステルは次の化学構造で特徴づけられる。ここでＲは一
（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ３基で、ｎは０１１である。

このレンズの被覆に使用されるポリビニルアルコール溶
液は、所要量の沸騰脱イオン水に、強くおきまぜながら
ポリビニルアルコールを添加することで水溶液として作
られる。

完全な水溶液が得られるまで強いかきまぜを続ける。ポ
リビニルアルコールの完全な水溶液が得られた後、この
水浩液に炭素連鎖長Ｃ−１個ないしＣ−４個を有する所
要量のアルコールを、ポリビニルアルコールが沈殿しな
いようにできるだけ迅速に添加し、次に少量の湿潤剤、
例えば商標″ＴｒｉｔＯｎＸｌＯＯ″で販売されている
アルキルフエノキシポリエトキシエタノールを添加する
ことによりアリルジグリコールカーボネートレンズに使
用する被覆用溶液の湿潤性能を増加する。ジアリルグリ
コールカーボネートレンズの表面処理は被覆製品の耐水
性を改善する重要工程であることが判明している。

ジアリルグリコールカーボネートレンズ表面のヒドロキ
シル化は通常１０一４０℃、好適には室温でアルカリ、
例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムの水洛液を
使用して行われる。このアルカリ濃度は約２ないし２０
重量％である。この処理時間は約２分ないし１時間であ
る。ジアリルグリコールカーボネート重合体のアルカリ
処理は重合体連鎖に結合しているエステル基を分離して
、その連鎖に０Ｈ基１個を導入することが理論づけられ
ている。上記のポリケイ酸エステル、即ち主としてオル
トケイ酸テトラエチルとして市販されているエステルは
少くとも１５重量％の水で加水分解される。

このオルトケイ酸テトラエチルの加水分解は通常高温度
で新しく作つたポリビニルアルコールの后液にこのオル
トケイ酸テトラエチルを添加することで行われる。アリ
ルジグリコールカーボネート重合体ベースのレンズの少
くとも一面に任意の方法、例えばレンズを溶液に浸漬し
て均一な被覆を作り、次にこの被覆レンズを高温度で加
熱してこの被覆物を乾燥ｔ次いで揮発性物質を除去する
ことによつて被覆される。

この加熱工程間にポリケイ酸エステルとポリビニルアル
コールは縮合工程中に結合してこのレンズ上に直接接着
した耐摩耗性透明被覆物を形成する。この被覆物を１な
いし２時間、温度約９０ないし１２５℃に加熱すること
によリ耐摩耗性被覆物が乾燥硬化する。この被覆レンズ
を乾燥硬化する温度範囲を上記に例示し斤が、勿論この
温度より高い温度も低い温度も使用できることは当業者
には明らかであろう。別の被覆方法は、レンズを回転さ
せ、被覆用？液を回転レンズの少くとも一面に塗布する
方法である。

次にこの被覆レンズを高温度、好適には前記のように約
９０ないし１２５℃で空気乾燥する。このようにして耐
久性がある耐摩耗性被覆物が得られる。次の例は本発明
の特定実施例を示すが、これらの例は本発明を制限する
ものではなく、本発明の範囲内で多くの変更が可能であ
ることは当業者には明らかであろう。

本明細書では、溶液はすべて室温で塗布するものとし、
又特記しなければすべての比率は重量で、又温度は摂氏
温度で示す。例１被覆用溶液は、オルトケイ酸テトラエ
チルを加水分解し、次いで内部可塑剤及び架橋剤として
ポリビニルアルコール、溶剤として水とエタノール及び
湿潤剤としてアルキルフエノキシポリエトキシエタノー
ルを一緒に混合することによつて作つた。

被覆用后液を次のグラム数で示す材料で作つた脱イオン
水 １８２９ポリビニルアルコー
ル ８９（商標゛ＥｌｖａｎＯｌ７ｌ
−３０６で販売されている）エタノール
１１２９アルキルフェノキシポリエトキシ
エタノール １滴０．５Ｎ
塩酸 １８９オルトケイ酸
テトラエチル ８０９９９ないし１００％加
水分解したポリビニルアルコールを、ポリビニルアルコ
ールの添加前に加熱して沸騰した脱イオン水に迅速にか
きまぜながら后解した。

ポリビニルアルコールが完全に后解した時、ポリビニル
アルコールが沈殿しないようにエタノールを迅速に添加
する。次に一滴量のアルキルフエノキシポリエトキシエ
タノールを添加し、続いて０，５Ｎの塩酸を加え、更に
最後にオルトケイ酸テトラエチルを加ぇる。アリルジグ
リコールカーボネートレンズの表面を、接着促進のため
２０℃、１５分間水酸化ナトリウムの１５重量％浩液で
加水分解処理する。

次にレンズを十分に洗浄し、被覆工程前に脱イオン水に
浸す。アリルジグリコールカーボネートの表面処理レン
ズをチヤツクに取９付け、イソプロバノールと脱イオン
水の同重量混合物で稀釈した上記溶液を使用してレンズ
を回転被覆する。

この回転レンズに対する塗布工程では、回転率を毎分２
２００ないし２８００回転にセツトする。この被覆溶液
塗布は外囲器内で行い、この内部温度は約２０ないし２
５０に維持する。被覆溶液塗布に続いて、この被覆レン
ズを９５℃で２時間硬化する。レンズの回転率は塗布被
覆物の厚さを決定することが判明した。

例えば、毎分約２５００回転の回転率では、０．５４μ
（ミクロン）の最終被覆厚になる。回転率を増加すると
、塗布される被覆量は通常減少する。上記の操作手順で
被覆したアリルジグリコールカーボネートレンズの試料
について、ストローク速度毎秒８．３８Ｃ！！Ｌ、スト
ローク距離３．５ｃｍ及び負荷６、４５ｃｍ２当ク２０
０９で、毎秒７２ストロークの摩耗試験装置によつて耐
摩耗性を評価した。

＃６００，Ｃｒｙｓｔ０１１ｎの研摩面を使用して厚さ
０．５μの被覆レンズを２回被覆レンズ及びクラウンガ
ラスと共に評価した。例１で作つた被覆レンズを温度７
１℃、相対湿度９５０１）に維持した湿度試験室に入れ
た。

湿度試験室内の試験前に試料は硬化後２４時間大気温度
に放置した。試験大気温度方法は下記の通９である：湿
度試験室に８時間入れた後１６時間大気温度に曝露する
のを−サイクルとする。試料に合計３サイクル試験を行
つた。試験結果は被覆レンズにひび割れを生じないこと
を示した。例２ 本発明の一部ではない比較例 例１の方法を反復したが、この例では例１で使用した完
全加水分解ポリビニルアルコールの代りに商標６Ｇｅ１
ｖａｔ０１２０−６０″で販売されている部分的加水分
解ポリビニルアルコールを使用した。

゛ＧｅｌｖａｔＯｌ２Ｏ−６０７は８７−８９ｆ）加水
分解されたものである。摩耗試験を例１と同様に行つた
が例１の結果に比べて耐摩耗性が劣つていることが判明
した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭素原子１−１２個を含むアルコールのエステルで
   かつケイ素原子１個当りケイ酸エステル基４個までを有
   するポリケイ酸エステルと、９０−１００％加水分解さ
   れたポリ酢酸ビニルを含むポリビニルアルコールとで構
   成される水性被覆用組成物を、アリルジグリコールカー
   ボネート重合体レンズの加水分解した少くとも一面に塗
   布する工程、及びこれを高温度で乾燥かつ硬化する工程
   を含む摩耗抵抗性レンズの製法。 ２ （１）前記アリルジグリコールカーボネート重合体
   レンズの両面に、Ｃ１個−Ｃ４個の炭素連鎖アルコール
   を含有する前記水性被覆用組成物を塗布する工程。 （２）ほぼ室温で該水性被覆用組成物から揮発性物質の
   一部を乾燥除去する工程、及び（３）次に前記アリルジ
   グリコールカーボネート重合体レンズ上の前記被覆物を
   約９０−１２５℃の高温度で焼成する工程。 を含む特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記アルコールがメチルアルコールである特許請求
   の範囲第２項記載の方法。 ４ 前記被覆物が前記レンズを前記水性被覆用組成物に
   浸漬することで塗布される特許請求の範囲第３項記載の
   方法。 ５ 前記被覆物が前記レンズにレンズ回転被覆法で塗布
   される特許請求の範囲第３項記載の方法。 ６ 特許請求の範囲第５項の方法で作られた製品。