JPS61235801A - プラスチツク製ミラ−コ−トレンズ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表面の耐擦傷性の特性を改良し、かつ１面側
の反射を軽減したプラスチック製ミラーコートレンズに
関する。

〔従来の技術］ レジャー用としての種々のサングラスが市販されている
が、最近特に海外ではガラス表面にミラーコートして金
属光沢を出したサングラスが増加している。しかしなが
ら、これらのミラーコートしたサングラスはその基材材
質がガラスであるため、重くかつ割れ易いため、レジャ
一時の活発な活動には不向きの面が多い。このような問
題点を解決するため、基材材質を有機化することが考え
られ、有機化された基材材質のミラーコートレンズも一
部市販されている。しかし、このようなミラーコートレ
ンズはその材料の耐熱性の面で問題が残されており、ま
た金属との付着性が十分でないため、レンズの耐擦Ｓ性
が極めて悪い。

しかし、最近の真空蒸着法の進展により、プラスチック
材料に対する金属の付着性を向上させる方法が徐々に実
用化されてきた。それらの技術をプラスチックのミラー
コートサングラスに応用した例が特開昭５５−４６７１
３号公報、特開昭５５−４６７１４号公報、特開昭５５
−４６７１５号公報、特開昭５５−４６７１６号公報に
開示されている。これらの公報ではミラーコートとして
使用可能な金属であるＣｕ、　Ａｕ％Ａ＃、　Ｔｉ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ％Ｃｏ、Ａｇ等を高周波イ１オンブレーティン
グ法により各種プラスチックにコートし、その密着性の
向上を図っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、眼鏡レンズやサングラスの実際の使用には、コ
ート膜の密着性の向上のみでは不十分であシ、特Ｖｃｆ
−）スチックレンズの場合には、表面の耐擦傷性の機能
を十分に持たせることが重要な課題となっている。また
単にプラスチックレンズに金属をコートしたのみでは、
コート膜の両面の反射が強くなり、ミラーコートレンズ
としての使用上の不利があシ、商品価値を低下させるも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

不発ＢＡｔらは、上記した従来技術の問題点を解決する
ため、ゾ２スナック表面に下地層として耐擦傷性のよい
有機のハードコート膜を施し、その上にミラーコートを
施す方法に着目し、研究を重ねた。その結果、コロイダ
ルシリカとともに一般式 ％式％） （式中、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基ｓ　Ｒ２は炭
素数１〜６のアルキル基である）を有する有機ケイ素化
合物を用いた場合、有機ケイ素化合物が比較的少量でも
コーテイング膜に十分な可撓性、耐熱性、耐候性を付与
し、その結果として硬度付与成分であるコロイダルシリ
カの割合を高く保つことができること及びこの有機ハー
ドコート膜上に金属酸化物と金属との多層構造とするこ
とによって、コート面は反射増加のままで反対面の反射
を軽減できることを見い出した。

本発明は、このような知見に基づいて達成されたもので
、プラスチックレンズの表面にコロイダルシリカと一般
式 （式中、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基、Ｒ２は炭素
数１〜６のアルキレフ基である）で示される有機ケイ素
化合物とを主成分とし、硬化剤により硬化してなる下地
層ｔ−施し、その上べ真空蒸着法等の方法により金属酸
化物からなる層と金属又は金属酸化物からなる層とを含
む多層構造のミラーコート層を設けることを特徴とする
ゾ２スチック製ミラーコートレンズである。

不発８Ａにおいて、プラスチックレンズとしてはジエチ
レングリコールビスアリルカーボネート重合体（ＣＲ−
３ｑ　）　ｓポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ　）
　、ポリカーボネート、ポリスチレン等が挙げられる。

またプラスチックレンズはレンズの透過色を調節するた
めコーティング処理の前に好みに応じて染色することも
可能である。

コロイダルシリカと一般式で示される有機ケイ素化合物
とは、有機ケイ素化合物全量を基準にしてコロイダルシ
リカの量が７５〜９０＄ｍｏｇ％（５ｉｏ２固形分換算
値）、有機ケイ素化合物の量が２５〜５　ｍｏ１％であ
シ、硬化剤の量がコロイダルシリカと有機ケイ素化合物
の加水分解物とを硬化するに足る量である。

チル基、プロピル基またはジチル基であフｓ　Ｒ２がメ
チレン基、エチレン基、ゾロピレン基またはブチレン基
であるものが好ましい。

また本発明においてコロイダルシリカとしては、有機ケ
イ素化合物の加水分解後になるべく余分な水を残さない
ようにするため、なるべく高濃度の水分散コロイダルシ
リカ（５ｉｎ２固形分４０〜５０％のもの）を用いるの
が好ましい。粒子径は５ｍμ〜３０ｍμぐらいのものが
よい。コロイダルシリカの具体例としてスノーテックス
−４０（口重化学、ＳｉＯ２４０層濃度、水分散シリカ
）、カタロイドー８ｌ−４０（触媒化成工業、ＳｉＯ２
４０層濃度、水分散シリカ）、カタロイドー８ｌ−５Ｑ
（触媒化成工業、５０層濃度、水分散シリカ）などがあ
げられる。

また水分散コロイダルシリカの代りにアルコール分散コ
ロイダルシリカを使用することもできるが、得られた組
成物を塗布、硬化させると、くもシや小さいゲル状のぶ
つを発生しやすいなどの問題があり、水分散のコロイダ
ルシリカの方が好ましい。

本発明で用いられる硬化剤としては、イミダゾール誘導
体などもあるが、アセチルアセトン金属塩が特に効果的
である。その添加量は、コシ１イダルシリカと有機ケイ
素化合物の加水分解物とを硬化するに足る量、例えばコ
ロイダルシリカ（ＳｉＯ□換算）と有機ケイ素化合物の
加水分解物の合計１モルに対して１〜１０グラムである
。

奄発併→コーティング組成物に使用される溶媒としては
、低級アルコール、エステル、エーテル、ケトンなどが
挙げられるが、特にイソゾロビルアルコール、ブタノー
ル、メチルセロソルブ等が好ましい。

下地層用組成物には、塗膜の平滑性を向上させる目的で
、シリコーン系界面活性剤を添加することも出来る。さ
らに耐候性の向上あるいは塗膜の劣化防止の目的で、紫
外線吸収剤、酸化防止剤などを添加することも可能であ
る。

また基板（ゾ２スナックレンｆ）との密着性、物性の向
上などの実用性を改善する目的で、各種添加剤を加える
ことも出来る。

また一般にコーテイング液の一′、の安定化のためや触
媒としても使われている酢酸ナトリウムの添加は、不発
８Ａにおいては好ましくない。その理由は、酢酸ナトリ
ウムは、コーティング組成物を塗布、硬化後、膜表面に
向って析出しやすく、蒸着物質の膜形成に悪影響を及ぼ
し、また蒸着前に手拭や洗浄などでレンズ面をきれいＫ
しておいても、真空時又は加熱によって析出し同様に悪
影響をおよぼすからである。

下地層の上に設けられるミラーコート膜は、金属酸化物
からなる層と金属又は金属酸化物からなる層とを含む多
層構造である。ここで金属酸化物には一酸化硅素（ｓｌ
ｏ　）、二酸化硅素（５１ｏ２）、二酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ２）　ｓ二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）　ｓ三酸化
チタン（Ｔ１２０３）、−酸化チタン（Ｔｉｅ）、Ｃｒ
の低級酸化物等を挙げることができ、金属としてはＣｒ
又はＴ１を挙げることができる。ミラーコート膜の密着
性と耐擦傷性をより十分に保持できる各種金属酸化物と
金属とを検討した結果、ミラーコート膜を真空蒸着法に
より形成する場合５ｉＯ１８ｉ０２、ＺｒＯ２、ＴｌＯ
２の金属酸化物とＣｒ又はＴ１の金属との組合せが有効
であることが判明した。

また本発明において、下地層を含む多層構造のミラーコ
ート層として７層とするのが好適である。

この場合、下地層を第１層とすると第２層は５ｉＯ１Ｔ
１０２又はＺｒＯ２のいずれか１種以上の金属酸化物か
らなる薄膜、第３層はＣｒ又はＴｉの金属、若しくはこ
れらの金属の低級酸化物からなる薄膜、第４層はＴｉＯ
２、ＺｒＯ２又はＴｉ２Ｏ３のいずれか１種以上の金属
酸化物からなる薄膜、第５層は第３層と同様の金属又は
金属酸化物からなり、第３層の約２倍の厚みを有する膜
、第６層は５１０２からなる薄膜、第７層はＳｉＯ、’
ｆ’ｉｏ２、ＺｒＯ２、Ｔ１□０３又はＴｉＯのいずれ
か１種以上の金属酸化物からなる薄膜の各層を順次積層
すると、このような多層構造のミラーコート層を有する
プラスチック製ミ２−コートレンズの眼鏡レンズとして
の使用に十分に耐えられ、かつミラーコート膜の反対面
への反射を軽減できる。また第２層としては特にＳｉＯ
、第３層としては特にＣｒ又はその低級酸化物、第４層
としては特にＺｒＯ２、第５層としては特にＣｒ又はそ
の低級酸化物、第６層としては特にＳｉＯ２、第７層と
しては特にＳｉＯがそれぞれ有効である。

第２層のＳｉ０層は光学的膜厚λ／４（λ：４５０〜５
５０　ｎｍ　）、第３層のＣｒ層は透過率（λ）で６０
〜５０％の膜厚、第４層のＺｒＯ２層は光学的膜厚λ／
４、第５層のＣｒ層は透過率（λ）で２０〜１０％の膜
厚、第６層のＳｉＯ２層は光学的膜厚λ／４、第７層の
８ｉＯ層は光学的膜厚λ／４とすると、ミラーコート膜
の耐擦傷性とミラーコート膜面の反対面の反射低減の効
果が大きい。

次に下地用組成物を用いるプラスチックレンズのコーテ
ィング方法の１例を説明する。

先ずコロイダルシリカに塩酸などの無機酸または酢酸な
どの有機酸を加えてコロイダルシリカを酸性（例えばｐ
Ｈ２〜６）にし、次いで液温を６０〜５０℃にして上記
一般式を有する有機ケイ素化合物を滴下、攪拌して該有
機ケイ素化合物を加水分解する。

加水分解の終了した混合液に上記したような溶媒、例え
ばイングロビルアルコール、ブタノール、メチルセロン
ルプ等を加え、さらに硬化剤を所定量加える。

このようにして得られた組成物はコロイダルシリカの含
有量が７５〜９５　ｍｏｅ％であるにも拘らず、ｒル化
を起しＫくく、粘度が上昇することがない。

上で得られた組成物を次いで一般に用いられる浸漬引き
上げ法（ディンぎフグ法）、スピンコーター法、ロール
コータ−法、スプレー法などによυプラスチックレンズ
上に塗布する。

プラスチックレンズ上に塗布された組成物の硬化は、主
として加熱処理することによって行なわれ、加熱温度は
広範囲とすることが可能であるが、好ましくは４０°Ｃ
〜１５０℃、特に、好ましくは８０°Ｃ〜１２０℃であ
る。加熱時間は、１〜４時間またはそれ以上かけること
が、良好な結果をあたえる。

加熱硬化処理によって得られたコーテイング膜は、耐摩
耗性（硬度）にすぐれているとともに可撓性（柔軟性）
、耐熱性、耐薬品（アルカリ）性にもすぐれている。

本発明のコーティング組成物を塗布する前に、プラスチ
ックレンズをアルカリ処理、プラズマ処理または紫外線
照−射処理などによって前処理するのが好ましい。また
ミラーコート膜を施したレンズの反対面←北面）に通常
の真空蒸着で８ｉ０、Ａｇ２Ｏ３，ＳｉＯ２　、ＺｒＣ
＋２、ＴｉＯ２等の多層反射防止膜を施すことによって
ミラーコートレンズの１１１面の反射を更に軽減できる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、コーテイング膜の表面硬度（耐摩耗性
、耐擦傷性）を高く保つことができ、このコーティング
Ｍｔ−下地層としたミラーコートレンズは従来のプラス
チック製ミラーコートの最大の欠点であった傷つきやす
さを克服し、さらに眼鏡レンズとして要求される反射防
止効果を兼ね備えたレンズを製造することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明するが、本発
明はこれらに限定されない。なお例中、〔部〕は重量部
である。

実施例１ コロイダルシリカ（スノーテックス−４０、日量化学）
２４０部に％０−５Ｎ塩酸２．０部、酢酸・２０部を加
えた液を、３５℃にして攪拌しながら、γ−グリシドキ
シプロビルトリメトキシシラン９４．４部を滴下し、室
温にて８時間攪拌し室温にて１６時間放置した。この加
水分解溶液に、メチルセｏ　ソ／ｌ／７”　８０部ｓイ
ソプロピルアルコール２°゛ １２０部、■チルアルコール４０部、アルミニウムアセ
チルアセトン１６部、シリコーン系界面活ング組成物を
得た。

なおケイ素化合物の割合は、コロイダルシリカ５　Ｑ　
ｍｏｌｅ％（ｆ８ｉ０２固形分換算）及びｒ−グリシド
キシゾロピルトリメトキシン２ン２０　ｍｏｌｅ％であ
った。

このコーティング組成物を第１図に示すプラスチックレ
ンズ（ＯＲ−３９）１に塗布、加熱硬化させて約６μｍ
厚の有機ハードコート膜２を設けた。次いで有機ハード
コート膜２上に真空蒸着法により５１０（λ／４　λ：
４５０〜５５０ｎｍ）層３、透過率で６０％の膜厚のＣ
ｒ　（λ）層４、ＺｒＯ２（λ／４）層５、透過率で２
０％の膜厚のＣｒ　（λ）層６．５ｉｏ２（λ／４）層
７．８ｉ０（λ／４）層８を形成した。

以上のようにして形成されたミラーコート膜ののｒ上面
と工面の分光反射率はそれぞれ第２図（ａ）および第２
図（ｂ）に示す通りである。なお第２図中、Ａはハード
コート膜処理後、Ｂはミラーコート膜を施したときの分
光反射率である。第２図から工面のコート側の反射が可
視域全体にわたり十分に反射が強く、それにもかかわら
ず工面側へのコート膜の反射は０．７％前後（レンズの
上面反射の４％を除いた残留反射）と十分良好な反射防
止機能もそなえていることがわかる。

比較例１ コロイダルシリカ（スノーテックス−４０、日量化学）
９０部に、０．５Ｎ塩酸２．０部、酢酸２０部、水９０
部を加えて攪拌しながら、メチルトリメトキシ７２７１
９０部を、滴下後、室温で８時間攪拌し、室温にて、１
６時間放置し、以下実施例１と同様にしてコーティング
組成物を得た。

なおケイ素化合物の割合は、コロイダルシリカ３　Ｑ　
ｍｏｌｅｔ％（固形分）及びメチルトリメトキシシラン
７　Ｑ　ｍｏｌｅ％であった。このコーティング組成物
９ＣＲ−３９レンズも布、加熱硬化及びミラーコート膜
の処理は実施例１と同じである。

比較例２ コロイダルシリカ（スノーテックス−４０、日量化学）
１５０部に、０゜５Ｎ塩酸２．０部、酢酸２０部、水５
４部を加えて、攪拌しながら、メチルトリメトキシシラ
ン１３６部を滴下後、室温で８時間攪拌し、室温にて１
６時間放置し、以下実施例１と同様にして、コーティン
グ組成物を得た。

なおケイ素化合物の割合は、コロイダルシリカ５　Ｑ　
ｍｏｌｅ％（固形分）及びメチルトリメトキシシラン５
０　ｍｏｌｅ％であった。このコーティングミラーコー
ト膜の処理は実施例１と同じである。

比例３ コロイダルシリカ（スノーテックス−４０，日量化学）
１８０部に０．５Ｎ塩酸２．０部、酢酸２０部、水３６
部を加えて攪拌しながら、メチルトリメトキシシラン１
１０部を滴下後、室温で８時間攪拌し、室温にて１６時
間放置後、以下実施例１と同様にしてコーティング組成
物を得九。

なおケイ素化合物の割合は、コロイダルシリカ（５Ｑ　
ｍｏｌｅ％（固形分）及びメチルトリメトキシシラン４
　Ｑ　ｍｏｌｅ％であった。このコーティング組成物音
ｃＲ−３９レンズ〉１布、加熱硬化及びミラーコート膜
の処理は実施例１と同じである。

比較例４ ｒ−グリシドキシプロビルメトキシシラン４７２部、水
１００部、０．１Ｎ塩酸１０部を添加し、８時間攪拌し
室温で１６時間放置し、以下、実施例１と同様にしてコ
ーティング組成物を得友。この組成物ζＣＲ−３針ト蓄
布、加熱硬化及びミラーコートＢの処理は実施例１と同
じである。

比較例５ ＣＲ−３９レンズに真空蒸着法により８ｉ０２１ｇＩを
約２μｍの厚さにコートし、バーＶコート膜とした。そ
の付着条件は真空度２　Ｘ　１０−５０−５ｎ　、基板
温度８０℃であつ九。このレンズへのミラーコート膜の
処理は実施例１と同じである。

試験例 試験はＣＲ−３９レンズにコーティング組成物を、塗布
、加熱硬化してコーテイング膜を形成したハードコート
レンズと、真空蒸着によりコートした膜厚２μｍのＳｉ
Ｏ２膜のハードコートレンズと、該ハードコートレンズ
の硬化コーテイング膜の上に、真空蒸着によりミラーコ
ート膜を施したものとの比較を行なった。このミラーコ
ート膜は実施例１に示したように１コート膜から反対面
への反射光を軽減するために、第１図に示すごとく、金
属酸化物ＳｉＯ　、ＺｒＯ２，ＳｉＯ２と金属Ｃｒの積
層構造である。なおこのミラーコート膜はすべての比較
例と実施例１のハードコートレンズに同時に処理したも
のである。

なお各種試験法の概略を以下に説明する。

（ａ）　　耐摩耗性（耐擦傷性） ＊ｏｏｏｏのスチールウールによシ表面を付加荷重１０
００．！９で５００回（往復）こすった後、次のように
判定した。

Ａ：はとんど傷がつかない。

Ｂ：少し傷がつく。

Ｃ：多く優がつく。

Ｄ＝Ｈのはがれが生じる。

なおこの試験はハードコート膜を有するプラスチックレ
ンズ及びハードコート膜とミラーコート膜とを有するプ
ラスチックレンズの両方について行なった。

（１））　　密着性 １１ｍ平方のゴバン目を１０Ｘ１０個作り、セロハン粘
着テープによる剥離試験を６回行い残ったゴバン目の数
を調べた。

使用セロハンテープはニチバンＪＩＳ−Ｚ−１５２２の
ものであった。

ＬＣ）　　外観 肉眼目視により透明度、着色状態、表面状態などを調べ
た。

（ｃｌ）　　耐熱、耐熱水性 ■　１５０℃の恒温炉に十発弄÷コーティング組成物を
塗布硬化したプラスチックレンズを入し、ソのコーテイ
ング膜にクラックが入らないかどうかを調べた。

Ｏ沸騰水中に、１時間浸漬し外観による変化の有無を調
べた。

（ｅ）　　耐候性 キセノンロングライフウニデーメーターＷｇＩ−２５Ａ
Ｘ　（スガ試験機）にて５００時間、促進暴露を行ない
コーテイング膜が、黄変してな’Ａか、また劣化してい
ないかを調べた。

（ｆ）　　耐薬品性 下記の溶液に、室温で１時間浸漬しコーテイング膜の変
化を調べた。

１．１０％ＮａＯＨ溶液 ２．１０％Ｈａｇ　溶液 ３、アセトン溶液 ４、メタノール溶液 実施例１及び比較例１〜５についての試験結果を下表に
示す。

上表より明らかなように実施例１は、外観、密着性、耐
熱性、耐熱水性、耐候性、耐薬品性、耐摩耗性のすべて
においてすぐれたコーティング腰を与えるのに対し、比
較例１〜５は上記特性の少くとも１つにおいて劣るもの
であった。また実施例１において耐摩耗性の向上はハー
ドコート膜（下地層）とミラーコート膜とを有するプラ
スチックレンズにおいてＩ！＃ＶＣ顕著であ・つた。

比較例１〜３に示されたコロイダルシリカとメチルトリ
メトキシシランの成分系でも、コロイダルシリカの割合
（ｍｏｌｅ％）が増えるにしたがって、ミラーコート膜
の下地層として複合膜の硬度が、上ってくることがわか
るが、コロイダルシリカの割合が６０　ｍｏｌｅ％を越
えるとクラックが発生するようになる。したがって、こ
れ以上は、コロイダルシリカの割合を、増やすことが出
来ず、複合膜の硬度を、ある程度以上に向上させること
が出来ない。

また比較例４ではハードコート膜のみでは膜硬度が高い
が、その上にミラーコート膜を設けると下地層としての
ハードコート膜の効果が少なくミラーフートの耐摩耗性
が低下する。更に比較例５では実施例１に比べて耐摩耗
性が低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すレンズのｄ面の一部拡
大断面図、第２図（ａ）は実施例１で得られれミラーコ
ートレンズの工面側の反射率特性図、第２図（１））は
実施例１で得られたミラーコートレンズの上面側の反射
率特性図である。 １・・・ＯＲ−３９（プラスチック基材）２・・・有機
ハードコート膜　３・・・８ｗ層４・・・Ｃｒ層　　　
　　　５・・・ＺｒＯ□層６・・・Ｃｒ層　　　　　　
　７・・・８ｉ０２層８・・・ＳｉＯ層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラスチックレンズの表面に、コロイダルシリカ
   と一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＿１は炭素数１〜６のアルキル基、Ｒ＿２は
   炭素数１〜６のアルキレン基である） で示される有機ケイ素化合物とを主成分とし、硬化剤に
   より硬化してなる下地層を施し、その上に真空蒸着法等
   の方法により金属酸化物からなる層と金属又は金属酸化
   物からなる層とを含む多層構造のミラーコート膜を設け
   たことを特徴とするプラスチック製ミラーコートレンズ
   。
2. （２）ミラーコート膜が、下地層（第１層）上にＳｉＯ
   の第２層、Ｃｒの第３層、ＺｒＯ＿２の第４層、Ｃｒの
   第５層、ＳｉＯ＿２の第６層、ＳｉＯの第７層を順次積
   層して形成される特許請求の範囲第１項記載のプラスチ
   ック製ミラーコートレンズ。
3. （３）ＳｉＯの第２層が、光学的膜厚λ／４（λ：４５
   ０〜５５０ｎｍ）、Ｃｒの第３層が透過率（λ）で６０
   〜５０％の膜厚、ＺｒＯ＿２の第４層が光学的膜厚λ／
   ４、Ｃｒの第５層が透過率（λ）で２０〜１０％の膜厚
   、ＳｉＯ＿２の第６層が光学的膜厚λ／４、ＳｉＯの第
   ７層が光学的膜厚λ／４である特許請求の範囲第２項記
   載のプラスチック製ミラーコートレンズ。