JPS60209701A - 合成樹脂製防曇レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明、は、合成樹脂レンズ表面に優れた耐摩耗性、耐
熱水性、耐候性、被染色性を有する防曇性被膜を施した
合成樹脂製レンズに関する。

〔従来技術〕

従来、合成樹脂製レンズの欠点は、その表面温　１度が
その環境の４点以下となる場合、空気中の水蒸気がレン
ズ表面上に結露し、曇ルを生じて透明性そのものが失な
われ大きな不便を感じることである。この欠点を改良す
る方法としては数多くの方法が提′案され、試みがなさ
れてきたが、防曇性と同時に耐摩耗性を併有し、しかも
刺着性の良好であるものが得られていないのが現状であ
る。−たとえば、特開昭５８＝８２６６４ではポリビニ
ルアルコールを主成分として防曇性を付与しているが、
防曇性の面ではある程度満足できるが、耐摩耗性、耐候
性に乏しく実用上問題がある。

また、特開昭５８−１０１１６４．同５８−１２２９２
８　、同５８−１９５１２７では過塩素酸アンモニウム
を硬化触媒に使用した防曇性被膜が示されているが、こ
れらの硬化被膜は硬化時の温度管理がむずかしい。すな
わち、硬化時の温度が低いと必要な耐摩耗性を持つ被膜
は得られない。

逆に温度が高いとレンズが黄変し、外観上好ましく−な
り、また、塗料のポットライフが短かいという問題もあ
る。

〔目的〕

本発明は、前記のような問題点を解決する仁とを目的と
して成されたものである。すなわち、本発明は合成樹脂
レンズの表面に優れた耐摩耗性、耐熱水性、而」候性、
被染色性を有する防曇性被膜を施すことにより、レンズ
の表面温度がその猿境の露点以下となる場合でも空気中
の水蒸気がレンズ表面上に結露せず、透明性が失なわれ
ず、かつ実用上問題がなく使用することが、できる耐摩
耗性、耐熱水性、耐候性、被染色性を有する合成樹脂製
レンズを得ることを目的とする。

〔概要〕

すなわち、本発明は合成樹脂しンズ表面に、下記の（Ａ
）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）および中）を主原料として
なる防曇性被膜を施した事を特徴とする合成樹脂製レン
ズである。

（式中Ｒ１は炭素数１〜６の炭化水素基。

ビニル基、メタクリロキシ基またはエポキシ基を有する
冷機基、Ｒｚは炭素数１−＝４の炭化水素基　Ｈａは炭
素数１〜５の炭化水素基、アルコキシルアルキル基また
は水素原子、！は０または１を表わす、）で示される有
機ケイ素化合物の１釉もしくは２種以上−１ （Ｅ）　粒径１〜１００ミリミクロンのコロイダルシリ
カ （Ｃ）多価アルコールおよびエチレンオキサイド鎖を有
する多価アルコール （Ｄ）　過塩素酸すグネシウム 以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で用いられる成分（Ａ）としては、メチルトリメ
トキシシラン、エチルトリエトキシシラン。

メチルトリエトキシシラン、フェニルトＩＪ　／　）キ
シシラン、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、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリア
セトキシシラン、ｒ−グリシドキシブロビルトリメトキ
シシ２ン、ｒ−グリシドキシプロビルメチルジェトキシ
シラン、β−（８，４−エポキシシクロヘキシル）エチ
ルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキ
シ７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−ビス（Ｉ−ヒドロキシエ
チル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−
β−（アミノエチル）−ｒ−アミノプロピル（メチル）
ジメトキシシラン、ｒ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン等がある。

これらは単独でまたは２種以上併用してもよい。

また、成分体）はアルコール等の有機溶剤中、酸の存在
下で加水分解して使用する方が好ましく、単独で加水分
解後に成分（ロ）のコロイダルシリカと混合しても、成
分（Ｅ）と混合後に加水分解をしても、ｂずれでも良い
。

成分（Ｂ）の粒径１〜１００ミリミクロンのコロイダル
シリカとは、水またはアルコール系の分散媒に、高分子
量の無機ケイ酸微粒子を分散したコロイド溶液であり、
市販されているものである。

成分（Ｃ）の多価アルコールとしては、（ポリ）エチレ
ングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、ネオペ
ンチルグリコール、カテコール、レゾルシノール、アル
カンジオールなどの二官能性アルコール、または、グリ
セリン、トリメチロールプロパンなどの三官能性アルコ
ールなどがある。

マタ、エチレンオキサイド鎖を有する１ｔｆｌｉアルコ
ールも有用である。エチレンオキサイド鎖ヲ有スる多価
アルコールとは分子中に鎖＋ＯＨ，ＯＨ，Ｏ＋を少なく
とも１個有する多価アルコールである。

エチレンオキサイド鎖を有する多価アルコールの分子量
があま力大きい場合には水酸基の反応性が低下して硬化
が困難となり充分な成膜性が得られず、また分子量があ
まフ小さい場合、゛すなわちエチレンオキサイド鎖が少
ない場合には充分な防曇性が得られないという理由から
、千チレンオキサイド鎖を有する多価アルコールの分子
量は１００〜８０００の範囲内にあることが好ましく、
特に好ましい範囲は２００〜２０００である。エチレ゛
ンオキサイド鎖を有する多価アルコールとして代表的に
はジエチレングリコール、トリエチレングリコール、分
子量１００〜３０００の好ましくは分子量２００〜２０
００のポリエチレングリコール、一般式ＨＯＣｎＨ２ｎ
ＯＨ（ｎ　＝　８〜１０　）のジオールの両端に１〜１
１個、好ましくは１〜７個のエチレンオキサイド鎖を付
加したもの、およびグリセリン、トリメチロールプロパ
ン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、アドニトー
ル、ソルビトール、イノシトール等の多価アルコールの
中の少なくとも１つの水酸基にエチレンオキサイド鎖を
付加したものが用いられる− 特に一般式 ％式％ （式中、’　７１４〜ｎｍはそれぞれ独立に０〜７の整
数で、かつその内の少なくとも２個は１以上の整数でお
り、ｍは８〜９の整数を示す。）で示されるエチレンオ
キサイド鎖を有する多価アルコール、とりわけ上式にお
いてｎ１〜ｎｍが１〜５である化合物が好ましい。

また、成分（Ｃ）としてはポリビニルアルコールも有用
である。ポリビニルアルコールとはポリ酢酸ビニルのよ
うなポリビニルエステルの部分加水分解あるいは完全加
水分解によって得られるものをいい、中でも平均重合属
が２６０〜ａｏｏｏ、ケン化度が７０モルチ以上のポリ
ビニルアルコールが好ましく用すられる。

平均重合度が２５０よル小さい場合には耐久性、特に耐
水性に乏しく、また８０００よシ大きい場合は塗料とし
た時に粘度が大きくなるため平滑な塗膜が得にくいなど
作業上の問題がある。さらにケン化度が７０モルチよｐ
低い場合には防曇性の点で充分な性能が期待できない。

本発明の成分（Ｇ）の多価アルコールは前記化合物の１
種を用いることもできるし、−２種以上の混合物を用い
ることもできる。

次に成分（１））の過塩素酸マグネシウムについて説明
する。一般に、硬化触媒としては以下のようなものが知
られているが、各々以下にあげるような欠点を有する。

すなわち、ループチルアミン、トリエチルアミン、グア
ニジン、ビグアニドなどのアミン、グリシンなどのアミ
ノ酸などは得られる塗膜の硬度が不充分である。アルミ
ニウムアセチルアセトネート、クロムアセチルアセトネ
ート、チタニルアセチルアセトネート、コバルトアセチ
ルアセトネートなどの金属アセチルアセトネートも塗膜
の硬度が出に＜＜、ある程度の硬度が得られた場合でも
耐水性が悪いため熱水浸漬により硬度の低下が起こる。

また、酢酸ナトリウム、ナフテン酸亜鉛、ナンテン酸コ
バルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸スズなどの有機金
属塩、過塩素酸などは塗料のポットライフが短かい。過
塩素酸アンモニウムは硬化時の温度が低いと得られる塗
膜の硬度が出に＜＜、逆に温度が高いとレンズが黄変し
てしまうというように硬化時の温度管理のむずかしさが
欠点であり、塗料のポットライフも短かく、実用的では
ない。さらに、塩酸、リン酸、硝酸、パラトルエンスル
ホン酸などは、硬化に長時間を要’Ｌ　４５ｆｉｃ７．
　ｌ　Ａ１Ｃ１３Ｂ　’ｅＣｂｓ　＃　ＴｓＣ−ｉ４１
ＺｎＣＩｋ２　、　Ｆ３ｂＣＡｓなどのルイス酸は得ら
れる塗膜が極めて耐水性が悪いため、常温で水中浸漬に
より硬度が低下する。

以上の結果より、本発明者らは種々の硬化触媒について
検討を重ねた結果−潜在性触媒の一種である過塩素酸マ
グネシウムがあらゆる特性についても優れていることを
見いだした。すなわち、硬化触媒に過塩素酸マグネシウ
ムを使用することにより、優れた耐摩耗性、耐熱水性、
耐候性、被染色性を有する防曇性被膜が得られる。また
硬化時の温度管理も実用的であシ、塗料のポットライフ
も常温で１ケ月以上はある。

本発明では成分（Ａ）　、　（Ｊ３）および（Ｃ）をそ
れぞれ５〜６０重量部、１０〜７０重針部、およびＨ＋
〜８０重逍部の重合部たソし、合計で１００重川部用で
使用するが、よシ好ましくはそれぞれ１０〜４０重月部
、２０〜５０重量部、および２０〜５０重量部とするの
がよい。

成分（Ａ）は６０重量部を超えると防曇性能が著しく低
下するし、５重量部未満では耐摩耗性が充分ではない。

成分中）は７０沖邦部を超えると防伊性能が低下し、１
０重量部未満では耐摩耗性、耐熱水性が充分ではなくな
る。成分（Ｃ）は８０重量部を超えると耐摩耗性が充分
でないのと同時に耐熱水性も悪くなり長期使用におかて
面荒れを生じ硬度が低下する。

またかＭ景部未満では防曇性能が低下し、この発明の目
的が達せられなくなる。

成分（Ｄ）の過塩素蛭マグネシウムの添加量は全残留固
形分の０．０１〜５．０％の範囲内で使用することが望
ましい。成分中）の添加量があまり多すぎると、着色の
原因となり好ましくなり、逆に少なすぎると得られる塗
膜の硬度が充分でなくなる。

本発明の塗料は塗布に適した濃度に希釈されて使用する
が、希釈に用いられる溶媒としては、アルコール類、ケ
トン類、セロソルブ類、カルボン酸類、エステル類、エ
ーテル類、ハロケン化物、芳香族類であるが、これらは
単独で用いてもよく２種以上の混合溶媒として用いても
よ込。

また、少お・の界面活性剤を添加することによってぬれ
性を改善した９、平滑な塗膜を得ることができる。この
時の添加量は少量で充分であり、多量に使用すると塗膜
の付着性が悪くなることがある。さらに、必要に応じて
帯電防止剤、紫外線吸収剤を添加し、塗膜の性能を改良
することもできる。

本発明の塗料を合成樹脂レンズに塗布する方法としては
、浸漬法、スプレー法、スピンコーティング法、フロー
コーティング法と周知の方法による。このように塗布さ
れた合成樹脂製レンズは加熱、乾燥することにより硬化
被膜となる。硬化温度、硬化時間等の条件は得ようとす
る防曇性被膜１の特性との兼合で決定されるが、通常は
６０〜１５０℃の温度が適用される。

得られる防曇性被膜の厚みは１μ〜四μであることが好
ましい、１μ未満では耐摩耗性が充分でなく防曇性能も
低下する。また２〕μ以上の厚みにしても、膜厚を厚く
することによる効果は期待できず、クラックも発生しや
すくなり、耐熱水性、付着性も低下する。

合成樹脂レンズと防曇性被膜との間の伺λｆ性を改良す
る目的で６柚のプライマー、あるいは活性化ガス処理、
戯・アルカリ等による化学処理でレンズ表面をあらかじ
め前処理することは、本発明の実施において有用である
。

このようにして得られる防曇性被膜はポリカーボネート
樹脂、アクリル粒］脂、ジエチレングリコールビスアリ
ルカーボネート樹脂、ポリスチレン等の透明な樹脂より
なるレンズ表面に塗布され、透明性、耐摩耗性、耐熱水
性、耐候性、被染色性の優れた合成樹脂製防曇レンズを
与えることができる。

〔実施例〕

以下、笑Ｍｌｊ例により本発明を更に詳しく説明するが
５本発明はこれらの実施例によって限定されるものでは
ない。

塗膜の性能評価は次の方法にておこなった。

外観：肉眼観察で透明度、塗布むらの有無を調べた。

防幻性：レンズを２：３℃、５０％ＲＩ（の室内に１昼
夜放置した後、呼気を吹きつけた時のＵりの発生の有無
について調べた。

耐摩耗性：ＩＩＭ”のす。ｏｏｏスチールウール（日本
スチールウールｅＡｙ製）にＩ　Ｋｙ−荷重をかけ、１
（）往佼こすった時の傷の伺き具合を、ガラスをＡ、ア
クリル樹脂をＢｌとしてｌＯ段階で評価した。

耐熱水性：レンズを沸騰し士いる純水に１時間浸漬した
後、前記と同様に耐摩耗性の試験を行なった。

付Ｎ性：クロスカットテープテスト、すなわち塗膜の表
面に１部間隔で縦横に各１１本の平行線を入れて１００
個のマス目をクロスカットし、その上にセロファン粘着
テープを付着させた後、テープを剥離して１００個のマ
ス目の塗膜の中で剥離しないマス目の個数を表示した。

耐候性：キセノンランプフェードメーターで紫外線照射
５００時間後の塗膜の外観および前記同様の刺着性で評
価した。

実施例 下記の第１表に示すような量の成分（Ａ）　Ｋエチルセ
ロメルフ２００部を加え、さらに第１表に示す短の成分
中）を加え均一溶液とした。仁の溶液に０．０５規定塩
酸をケイ酸エステルの加水分解に必要な量の１．２倍量
加え３５℃以下で加水分解を行った。

さらにこの液に第１表に示す量の成分（Ｃ）と成分（Ｄ
）およびシリコーン系界面活性剤（日本ユニカー株製＠
Ｌ−７６０４”０．１部を加え０℃で冴時間熟成して塗
液を調銑した。

このようにして調整した塗液を、酸素プラズマで表面処
理をしたポリカーボネート樹脂レンズ。

または水酸化ナトリウム水溶液で表面処理をしたジエチ
レングリコールビスアリルカーボネート樹脂レンズの表
面に、ディッピング法により塗布し８０℃で３０分間、
１００℃で２時間、１８０℃で１時間加熱し防畿性被膜
を得た。

ＰＣ：ポリカーボネート ＤＡＣ：ジエチレングリコールビスアリルカーボネート α：γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン ｂ：メチルトリメトキシシラン Ｃ：ピ三ルトリエトキシシラン ｄニスノーテックスＣＣ固形分２０％１日照化学工業） ６　：０８ＣＡＤ−１１８２（固形分３０チ、触媒化成
工業） ｆ：ｏｓｃＡＬ−ｉ２８２（固形分３０％、触媒化成工
業） Ｑ　：　ホＩＪビニルアルコール（ケン化度９１．０〜
９４．０モル％） ｈ：ポリエチレングリコール ｉ：ポリオキシエチル化グリセリン（分子量４２０） ｊ：アルカンジオール に：ポリオキシエチル化ソルビトール（分子量８５０　
〕 ＊ニアルミニウムアセチルアセトネート０．５部＊＊：
過塩素酸アンモニウムｌ−０部 〔効果〕 本発明以前にも多価アルコールを使用した防曇被膜は数
多く提案されてきた。しかし、これらは防舶性能は優れ
ていても、劇摩耗性、耐候性が悪く長期間の実用にはた
えられなかった。

また数多くの改良がなされた硬化触媒も横側されてきた
が、硬化時の温度管理がむずかしい、刺着性、耐熱水性
が悪い：またポットライフが短か−というように、それ
ぞれ欠点を有していた。

そこで本発明では、防曇性被膜の硬化触媒として潜在性
触媒である過塩素酸マグネシウムを使用することにより
、硬化時の温度管理が楽になり、耐摩耗性、耐熱水性、
耐候性も格段と良くなった。

また、塗液のポットライフも常温で１ケ月以上にのびた
。まさに過塩素酸マグネシウムはいままでの欠点をすべ
゛Ｃ改良することができるという理想的な硬化触媒であ
る。

過塩素酸マグネシウムを使用することによｐ１防曇被膜
の特性が大幅に改良された“。この効果は絶大である。

また、本発明はレンズのみにとどまらず、スキー用のゴ
ーグルや、時計のカバーガラスにも使用でき、広い応用
範囲を有するものである。

以　上 出願人　株式会社諏訪鞘工舎 代理人　弁理士最　上　務

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 合成樹脂レンズ表面に、下記（Ａ）　、　ＣＢ）　、　
   （Ｃ：）および（ロ）を主原料としてなる防曇性被膜を
   施した事を特徴とする合成樹脂製防曇レンズ。 （式中Ｒ１は炭素数１〜′６の炭化水素基。 ビニル基、メタクリロキシ基またはエポキシ基を有する
   有機基　Ｈｚは炭素数１〜４の炭化水素基　Ｒ１１は炭
   素数１〜５の炭化水素基、アルコキシルアルキル基また
   は水素原子、ｊは０または１を表わす、）で示される有
   機ケイ素化合物の１種もしくは２種以上 ０）　粒径１〜１００ミリミクロンのコロイダルシリカ （Ｃ）　多価アルコールおよびエチレンオキサイド鎖を
   有する多価アルコール （ｆ））　過塩素酸マグネシウム