JPS60213902A

JPS60213902A - 合成樹脂製レンズ

Info

Publication number: JPS60213902A
Application number: JP59071171A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kubota; 聡久保田; Mikito Nakajima; 幹人中島; Takao Mogami; 最上　隆夫
Original assignee: Seiko Epson Corp; Suwa Seikosha KK
Current assignee: Seiko Epson Corp; Suwa Seikosha KK
Priority date: 1984-04-10
Filing date: 1984-04-10
Publication date: 1985-10-26

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、合成樹脂によるレンズの底面に、曖れた耐摩
耗性、劇熱水性、劇薬品性、被染色性。

耐候性等を有する被膜會施した合成樹脂製レンズに関す
る。

〔従来技術〕

合成樹脂製レンズは、無機ガラスレンズに較べ、軽い、
証ｌ衛撃性に擾れる、加工仁が良いなど柚々の長所を有
している。しかし、その反面、傷がつき易いという大き
な欠点があり、さらに有機溶剤ＶＣ侵され易いという欠
点もある。

これらの欠点を改良する方法として、種々の硬化性（ζ
１脂により、レンズを被覆する方法がｒＭ案されている
が、現状では、光分満足できるものは得られていない。

たとえば、メチルトリアルコキシシランなどの６官能性
シランの加水分力手物と、テトラメチルシリケート、テ
トラ・エチルシリケートなどの４百能性シランの加水分
解物全組み会わせた例が知られているが、耐摩耗性、耐
熱水性、ポットライフなど全ての特性が良好なものはな
い。

また合成樹脂製レンズの大きな長所として、容易な染色
性があげられる。それゆえ、表面の被膜もまた染色でき
る事が要求され、被染色性付与のため、種々の試みがな
されている。たとえば、光分な表１１ｉｌｉ硬度、耐摩
耗性は得られるが、はとんど染色さ八ないアルキルトリ
アルコキシシランにエポキシ化合物などを添加する方法
があげられる。

すなわち、特公昭５７−２７５５にはエポキシ基並びに
シラノールおよび　またはシロキサン基の両者または一
方を含有する化合物から選ばれた１４＊または２柚以上
の混合物と１〜１００ミリミクロンのシリカ倣粒子およ
びアルミニツムキレート化合物。全含有するコーティン
グ組成物が示されており、一応染色はされるものの、液
特性が刻々と変化するため、均一な染色性という面で塗
液の寿命が短いという欠点がある。また、ケイ素化合物
と、エポキシ化合物の反応性が低いため　このｆ−為例のようにエポキシ化合物が比較的多い場合には重合が
不光分であり、熱水浸漬によって硬度の低下が起こるこれらの不都合ｆ！：＃消するため、％向昭５６−１６
１４７５には、（イ）　Ｒ”　Ｓ　ｉ’（ＯＲ”　）ｓ（式中、Ｒ“は
１σ換または非置換の一価炭化水素基・Ｒ１２はアルキ
ル基である）で示されるオルガノトリアルコキシシラン
、（ロ）一般式（式中、Ｒｌ　ＢおよびＲ”は同種もしくは異種のアル
キル基、Ｒ１５およびＲ１１１ｒＩ′ｉ同柚もしくは異
種の置換または非置換の一価炭化水素基、Ａは二価炭化
水素基または酸素原子またはいおう原子を含有する二価
の有機基である。Ｘおよびｙは２よたは６でめる）で示
される有機ケイ素化合物、および（ハ）コロイダルシリカからなるコーティング組成物が開示されている。しかし
、（ロ）に示される有機ケイ素化合物は、重合した場合の
結合間距離は長く、それ自体で、ある程度の被染色性ケ
有するものの、合成樹脂製レンズに要求されるだけの被
染色性を持っているとは決して言えない。

〔目的〕

本発明は、前記のような問題点を解決すること上目的と
して成されたものである。すなわち本発明は、耐摩耗性
、耐熱水性、耐薬品性、安定した被染色性、耐候性に険
れた合成樹脂製レンズを提供することを目的とする。

〔概要〕

本発明は、合成樹脂製レンズ表面に、下記（Ａ）。

（Ｂ）＊　（ｃ）＊　（Ｄ）および（Ｂ）全主原料とし
てなる被膜上節した事を特徴とする合成樹脂製レンズで
ある。

（Ａ）一般式（式中、Ｒ′は炭素数１〜６の炭化水素基・ビニル基・
メタクリロキシ基・アミン基・メルカプト基捷た―エポ
キシ基を有する有（対基、・Ｒ２は炭素数１〜４の炭化
水素基、Ｒ３−炭素数１〜５の炭化水素基・アシル基・
アルコキシルアルキル基祉たは水素原子、ａは０またｌ
ｄ　１　ｉ表わす〕で示さｉする有機ケイ素化合物の１
独もしくは２独以上（Ｂ）一般式％式％［１１］（式中、Ｒ４およびＲ″′は同独もしくは異極の炭素数
１〜４の炭化水素基・アシル基・アルコキシルアルキル
基または水素原子、Ｒ６およびＲ７は同極もしくは異独
の戻累値１〜乙の灰化水素基・ビニル基・メタクリロキ
シ基・アミノ示・メルカプト基またにエポキシ基全治す
る有機基、Ｘ−二価炭化水素基または酸素にミ子もしく
はいおう原子を含有する二価の有機基、ｂおよびＣは０
または１全表わす）で示される有機ケイ素化合物（０）Ｒイｎ１〜１００ミリミクロンのコロイダルシリ
カ（Ｄ）多官能１１ユ工ボキシ化合物および多イ曲アルコ
ールから選ばれる１ａ以上（Ｅ）過塩素酸マグネシウム以下、本発明の詳細な説明する。

不発りｊ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、フェニルトリメトキシシラン、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）シジン、ビニルトリアセトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン。

ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン、ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノブロ
ビルトリメトキシシラン、ｒ−メルカプトプロピルトリ
メトキシシラン、γ−クリシト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メチルジェトキシ
シラン。β−（５，４−エポキシシクロヘキシル）エチ
ルトリエトキシシラン等があげられる。これらは単独で
または２神り上併用しても良い。捷たこれら―°、アル
コール等の有機溶剤中、酸の存在下で７ＪＵ水分屓して
使用する方か好ましく、単独で力日水分８（後に他の成
分と７Ｊ＋□合しても、成分（、Ｂ　）および成分（Ｃ
）と混合後に／１１１水分１’＋’ｆ　Ｌ、てイ１、い
ずれでも良い。

成分（Ｂ）の一般式［Ｔｌ）で示される化合物中、Ｒ４
およびＲ５は同神捷た知異梗の炭素数１〜４の炭化水素
基またーアシル基を示し、メチル茫・エチル基・プロピ
ル基・アセチル基などがある。

これらに、成分（Ａ）と同様に加水分１ｉ１＃ｃ、て使
用する方が奸才しく、有様溶剤中で成分（Ａ）および成
分（ａ）と温合して加水分解しても良い。また、Ｒ６お
よびＲ７は同種もしくは異極の炭素数１〜６の炭化水素
基・ビニル基・メタクリロキシ基・アミノ基・メルカプ
ト基瞥たに、エポキシ基金有する有機基であり、たとえ
は、メチル基・エチル基拳プロピル基−プチル基・シク
ロヘキシル基響シクロペンチル基・ビニル基・アリル基
・フェニル基あるいはこれらの基の水素原子が部分的に
ハロゲン原子・メルカプト基・グリシキトキン基・（メ
タ）アク／クロキシ基あるいはアミノ基などで置換され
た基があげられる。Ｘは二価炭化水素基、または酸素原
子もしくはいおう原子を含有する二価の有機基であり、ＣＨｚ −ＯＨ２１０Ｈ２０Ｈ２＋　Ｃ！［（２０Ｈ２０Ｈ２＋
　０ＨＯＨ２−（’１（３ −ｃ−、棒−＋　（ｃＨｚ）３ｓ（ａ［（２）ｚ　＋　
（Ｃ）ｈ）ａｓ（Ｏ［（ｚ）ｓ　＋ＣＨｚ（ＯＨｚ）２Ｓ（Ｏ［（２）２ｓ（（！Ｈ２）２−＋　
（ＣＨｚ）２Ｃ（ＯＨｚ）ｚｏ（ＯＩ（２）ｚ−＋−（
ＯＲ２）３　ＣＫＯＲ２）３−９（ＣＲ２）３　Ｓ　（
０８２）３　Ｓ　（０８２）３＝などがあげられる。

成分（Ｃ）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、品分子
量の無機ケイ酸微粒子を分散したコロイドＭ７＆であり
、市販されているものである。

成分（Ｄ）の多官能性エポキシ化合物としては、（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のジグ
リシジルエーテル、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のジまたはトリグ
リシジルエーテルなとがあけられる。また、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、レンルシノール、アルカンジオールなどの二官
能性アルコール、またに、グリセリン、トリメチロール
プロパンなとの三官能性アルコール、または、ポリビニ
ルアルコールナトかりけられる。

次に、硬化触媒について説明する。

一般に、シラノールわるいはエポキシ化合物などの沖合
・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ヶ有する。すなイクち
、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、グアニジン、
ビグアニドなどのアミン、クリシンなどのアミノ酸など
は、得られる被膜の硬度が不光分でめり、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、
チタン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硬ｊＷが出に
くく、あるいは、ある程度の硬度が出た」場合にも、耐
水性が悪いため、熱水浸漬によって（ロ）度の低下が起
こり、また均一な被染色性（同色。

同濃度に染まる）という而でポンドライフも短い。

１；た、酢酸ナトリウム、ナフテン鹸亜鉛、ナフテン酸
コバルト、オクチル酸亜鋭、オクチル酸スズなどの有機
酸金属塩、過塩素酸などは、塗料のポットライフが短か
く、過塩素酸アンモニウムは被染色性がばらつき、塗液
のライフによっても被染色性が変化するため、実用的で
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’に！し、Ｓｎ　０４　＋
　Ａｌ０６３＊　ＦｅＣ２ａＴ　ｉ　Ｃ１４＋　Ｚ　ｎ
　Ｏ４＋　ｓ　ｂ　Ｏ１５などのルイス酸は、得られる
被ｊ換が極めて耐水性か悪いため、常温で水中浸漬によ
り硬匹が低下する。

以上の結果より、本発明者らは柚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、有機ケイ素化合物と多官能性エポキシ化
合物あるいは多ｆｆｆｌｉ　フルコールとの縮合あるい
は重合を促進し、あらゆる特性についても優れている事
を見い出した。すなわち、塗液の実用可能なポットライ
フ＆Ｊ室温保存で１チ月以上であり、得られる被膜の面
ｊＰ４Ｏ−粍性、劇熱水性、耐薬品性、被染色性、井目
う５性も曖れたものである。

本発明において使用される谷峨分の混合−石、は、好ま
しくは、成分（０）（５ｉ０２として訂糾した固形分）
１００重ｎｆ　ｊ４Ｂに対して、成分（Ａ）が算した固
形分に検算）、成分（Ｂ）が５〜１００として計算した
固形分に！ｉｌ算）、成分（Ｄ）が２０〜１７０重量部
および成分（Ｆ）は、成分（Ａ）。

（Ｂ）ｅ　（ａ）−（Ｄ）の合計に対して、［Ｌ０１〜
５．０チの範囲内で使用する事が望ましい。成分（Ａ）
が５０重量部より少ないと、被膜の耐熱水性が低下し、
また硬度も不足する。２００重量部より多い場合は、被
染色性が低下する。また、成分（Ｂ）が５重量部より少
ない場合は、被染色性の低下が起こり、１００重量部よ
り多い場合は硬度不足となる。成分（Ｉ））が２０重重
量より少ない場合は、被染色性不足でるり、１７０重量
部を超えると、光分な硬度が得られない。成分（Ｅ）は
、０．０１％以下では、硬化触媒としての効果が発揮さ
れず、５．０−以上は溶解が困難になる。

また、本発明に使用される塗液には、アルコール類、ケ
トン唄、セロソルブ煩、カルボン酸類などの溶ａを単独
または混合して加えることもでき、必要に応じて、少量
の界面活性剤、帯電防止剤。

紫外線吸収剤を添加し、塗液の塗布性、塗膜の性能を改
良することも可能である。

なお、本発明はさまざまな合成樹脂に適用でき、密着性
の悪いものは、プラズマ処理、プライマー処理、アルカ
リ等の薬品処理によって高度の密着性が得られる。適用
する合成樹脂基材としては、ポリメチルメタクリレート
樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ヅ
エチレングリコールビス（アリルカーボネート）樹脂、
ポリウレタン樹脂などがあげられる。

塗布方法は通常行なわれる方法が適用でき、ディッピン
グ法、スピンナー法、フローコート、ロールコート、ス
プレーコート、はけ塗り法などを行なうことができる。

以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。

なお、実施例中の部はすべて重量部全表わすものとする
。

実施例下記の第１表に示すような景の成分（Ａ）および成分（
Ｂ）にインプロパツール２００部を加え、ざらに第１表
に示す量のコロイダルシリカ（■ニスノーテックス０．
５０％固形分、日産化学工業製または＠：メタノールシ
リ刀ゾル、５０％固形分、日産化学工業製）を加え均一
溶液とした。この溶液に［ＬＯ５規定塩酸ケケイ眼エス
テルの加水分解に必要な５縫の１．２匿量〃Ｉえ９５℃
以下でカロ水分屏全行なつプヒ。さらにこの故に第１諷
に示す量の成分（Ｄ）と、過塩ノミ酸マグネシウム＆０
部およびシリコーン系界面活性剤Ｕ、　１都金力口え、
５℃で２４時間熟成して塗液を調整した。

このようにして調整した塗液ゲ、表面を敲素プラズマで
処理したポリカーボネート樹脂レンズ、または、表面全
水酸化ナトリワム水溶液で処理しタシエチレングリコー
ルヒス（アリルカーボネート）何月ロレンズの表面に、
ティッピング、去により塗布し、８０℃で６０分間、１
６０℃で２時間加熱し硬化被膜を得１辷。

得られた被膜の評価は次の方法でイ″ｒない、その結果
を第２表にボした。

耐摩耗性：＃００００スチールワールにＩ　Ｋｇ／１ｃ
ｓｔの荷重會かけ、１０往復こすつ７′ｃ時の傷の溜き
具合をガラスをＡ、アクリル樹脂をＥ′として１０段階
で評価した。

Ｎｉ１熟水性：レンズを沸騰している糾、水に１時間浸
漬した後、゛前記と回持に耐摩耗性の試験を行なった。

師１薬品性＝０．１チＴｈ１ａ○Ｈ水溶液およびエタノ
ール中に２５℃で２４時間綬漬後の外観、で評価した。

被染色↑Ｉｇ：９０℃９５０−の純水に、ＢＰＩ社製グ
レー染色剤１本を溶かして染色液を調製した。

この液に、塗膜を施した前記レンズ百二１０分間浸漬し
１毬して、ｔｂＹ大吸大減収波長ける透過率全測定した
。

■Ｆ　５’Ｒｉｉｔ、　：被膜の施されたレンズ表面に
、ナイフで縦横にそれぞれ’Ｉ　＋ｕｎ　ｌｉｌ隔で１
１本の平行線状のイ易をつけ、ＩＬｏ（ｉＩ＋ｉ１のマ
ス目をつくり、セロファンテープ全ｊ−！＋：着剥ｌ１
ｌｌ１１：Ｖに、はがれずに被膜の残つ１ζマス目のね
で示し、た。

耐候性二才セノンフンプフェードメーターで紫外ｉｐｊ
％’ｚ　５００時間照射した後の塗膜の外観および＝ｉ
ｌ記同様の密層性で評価した。

ＰＣ：ポリカーボネートＤＡＯニジエチレングリコールビス（アリルカーボネー
　ト　）あ二メチルトリメトキシシランい：ｒ−クリシトキシプロビルトリメトキシシランう：γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン ′“　Ｏ，Ｈｓ　Ｏ，“ （ＯＨ３０）２−８ｉ−（ＯＨ２）２−８ｉ−（０ＯＨ
ａ）　２お：　（ＯＨ３０）ａ　−８ｉ−（０Ｈ２）２
−８ｉ−（０ｃＨ３）３キ：トリメチロールプロパント
リグリシジルエーテルく：へギサンジオールジグリシジ
ルエーテルけニジエチレングリコール米ニアルミニウムアセチルアセトネート＆Ｏｇ使用〔効
果〕従来、合成樹脂製レンズに施される硬化被膜としては、
有機ケイ素化合物が多く研究され、それらはある程度の
硬度と耐摩耗性は得られるものの、合成樹脂製レンズに
要求される被染色性には乏しく、被染色性向上のために
、多量の有機物（エポキシ化合物・多価アルコール等）
の添加を余儀なくされていた。このためＪ従来の合成樹
脂製レンズにおいては、（−４足の行く、硬度・耐摩耗
性・耐熱水性等を有するもの株得られなかった。

これに対し、本発明に使用される一般式（ｎ）で示され
る化合物は、有機ケイ素化合物であるため、他のケイ素
仕合物成分（Ａ）あるいは成分（Ｃ）と縮合し易いのに
加え、その結合間距離が長いため、被染色性成分の一部
と成り得る。従って、本発明においては、他の被染色性
成分としての多官能性エポキシ化合物あるい（−１，多
価アルコールの添加量を最小限に押さえる事ができ、さ
らに、硬化触媒として過塩素酸マグネシウムを使用する
ことより、シラノールおよびエポキシ必るいはアルコー
ルの縮合あるいは重合も完全となり、従来得られなかっ
た、耐摩耗性、耐熱水性、耐薬品性。

安定した被染色性、耐候性等すべてに優れた合成樹脂製
レンズの提供が可能になった。

また、本発明は、レンズのみにとどまらず、他の合成樹
脂成形品、たとえば自動車用部品９時計用カバーガラス
等にも使用でき、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　精　工　舎代理人　弁理士
　最　上　務

Claims

【特許請求の範囲】合成樹脂製レンズ表面に、下記（Ａ）、（Ｂ）ＣＣ）、
（Ｄ）および（Ｅ）　′ｆ：主原料としてなる被膜を施
した事を特徴とする合成樹脂製レンズ。（Ａ）一般式（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・アミノ基・メルカプト基まだはエポキ
シ基を有する有機基、Ｒ２は炭素数１〜４の炭化水素基
・Ｒ８は炭素数１〜５の炭化水素基・アシル基・アルコ
キシルアルキル基または水素原子、ａは０−Ｅたは１を
表わす〕で示される有機ケイ素化合物の１棟もしくは２
種以上（Ｂ）一般式（式中、Ｒ４およびＲ１１は同種もしくは異種の炭素数
１〜４の炭化水素基・アシル基・アルコキシルアルキル
基または水素原子、Ｒ６およびＲ７は同種もしくは異種
の炭素数１〜乙の炭化水素基・ビニル基・メタクリロキ
シ基・アミン基・メルカプト基またはエポキシ基を有す
る有機基・Ｘは二価炭化水素基またＶｉ酸素原子もしく
はいおう原子を含有する二価の有機基、ｂおよびＣは０
または１′ｌｒ：表わすって示される有機ケイ素化合物（Ｃ）粒径１〜１００ミリミクロンのコロイダルシリカ（Ｄ）多′自能性エポキシ化合物および多価アルコール
から選ばれる１棟以上（Ｅ）過塩素酸マグネシワム