JPS6145201B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、傷がつき難く、かつ、表面反射の少
ないプラスチツク製眼鏡レンズに関するものであ
る。 プラスチツクレンズは、無機ガラスレンズに較
べ、軽い、耐衝撃性が高い、加工性が良いなど
種々の長所を有している。しかし、反面、最大の
欠点として、傷がつき易いという問題をも併わせ
持つており、耐擦傷性を上げる事が最大の課題で
ある。 また、プラスチツクレンズ、無機ガラスレンズ
共に、眼鏡レンズにおいては、表面反射の少ない
物をという要望が強く、現在国内においてはほと
んどの眼鏡レンズに反射防止加工が行なわれてい
る。 すなわち、プラスチツクレンズでは、耐擦傷性
の向上と、表面反射の低減が同時に要求されるわ
けである。 従来より、プラスチツクレンズの耐擦傷性を上
げる方法は数多く研究されており、それらを大別
すると２つの方法に分けられる。１つは、
SiO₂，Al₂O₃などの無機物のハードコート膜を施
す方法であり、他の１つは、アクリル系、シリコ
ン系の有機のハードコート膜を施す方法である。 無機のハードコートを施す方法としては、真空
蒸着等により、無機物の層を0.5〜3.0μｍ位の膜
厚で設ける方法がとられている。また、この方法
の長所として、多種類の膜を正確な膜厚で何層も
つける事が可能な為、反射防止層を併わせ施す事
もでき、現在最も一般的に用いられている方法で
ある。しかし、無機のハードコートは、十分な耐
擦傷性を持たせるだけの厚さの膜を設けると、耐
衝撃性が極めて低下するという欠点がある。 一方、有機のハードコートは、膜厚を１〜10μ
ｍと厚くしても耐衝撃性がそれほど低下しない。
しかし、現在一般に行なわれているように、ハー
ドコート層に染色性を持たせると、基材よりは傷
つき難いとはいうものの、ますます耐擦傷性が低
い方向へ移行していく傾向がある。また、第２の
条件である反射防止効果であるが、有機コート膜
の場合膜厚を均一にコントロールすることは、ほ
とんどできない。その上、十分な硬さを出す為に
は、最低２μｍ以上の膜厚が必要となり、また、
反射防止膜として適当な屈折率を与える事も困難
である為、有機コードだけで反射防止効果を持た
せる事は、極めて難しい。したがつて、耐擦傷性
が高く、反射防止効果のあるレンズを作るには、
第１層目に有機ハードコート層を設け、その上に
無機の反射防止層を施す方法が、最も簡単な方法
である。 だが、ここにもまだ問題点が存在する。第１
に、基材と有機ハードコート膜の屈折率を合わせ
る事である。両者の屈折率があまりに違い過ぎる
と、有機ハードコート層の膜厚のムラによつて干
渉稿が生じ、眼鏡レンズとしての商品価値がなく
なる。第２に、有機ハードコートの種類によつて
は、上につける無機の反射防止膜との密着性が悪
く、反射防止膜をつけた後の耐擦傷性が、有機ハ
ードコート膜だけの場合より数段落ちて、場合に
よつてはCR−39並の傷付き易さになつてしまう
事もある。 本発明者らは、有機ハードコート膜上に無機の
反射防止層を施す方法に着目し、研究を重ねた結
果、前記種々の欠点の除去に成功し、本発明に至
つた。 以上述べたように本発明の目的は、反射防止加
工をした後でも十分な耐擦傷性をもつ、優れたプ
ラスチツク製眼鏡レンズを提供することにある。 すなわち本発明は、CR−39製レンズの表面
に、一般式〔〕 SiX₄ （ただし、式中Ｘは炭素数１〜４のアルコキシ
ル基を表わす） で示される化合物42重量部分から67重量部と、一
般式〔〕 （たゞし、式中R′はエポキシ基を有する有機
基またはγ−メタクリロキシプロピル基、R²は
水素または炭素数１から４の有機基、Ｙはフツ素
を除くハロゲンまたはアルコキシル基、ｌおよび
ｍは、ｌ＋ｍの値が１または２となるような０以
上の整数を表わす） で示される化合物13重量部から44重量部の混合物
の部分加水分解物および多官能性エポキシ化合物
14重量部から32重量部を主成分とし、塩化第一ス
ズを硬化触媒として熱硬化してなる被覆層を施
し、さらに、その上に無機物からなる単層または
多層の反射防止層を設けた眼鏡レンズである。 本発明に使用される一般式〔〕で示される化
合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエ
トキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テ
トラｎ−プロポキシシラン、テトラｎ−ブトキシ
シラン等があげられる。該一般式〔〕で示され
る化合物が42重量部より少ないとハードコートと
しての十分な耐擦傷性が得られず、67重量部を超
えると、熱硬化の際に膜にクラツクが入る。 一般式〔〕で示される化合物としては、メチ
ルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラ
ン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメ
トキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシ
ラン、ブチルトリエトキシシラン、ジメチルジメ
トキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエ
チルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラ
ン、γ−グリシド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、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシラン等があげられる。該一
般式〔〕で示される化合物が13重量部より少な
いとクラツクが入り易く、44重量部を超えると、
反射防止層との密着性が悪くなる。 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
ルシン、アルキレングリコ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
セリンのジまたはトリグリシジルエーテル、また
はトリメチロールプロパンのジまたはトリグリシ
ジルエーテルなどがあげられる。該多官能性エポ
キシ化合物が14重量部より少ない場合、熱硬化の
際クラツクが入り、32重量部を超える場合は十分
な硬さが得られないとともに反射防止層との密着
性も低下する。 以上のように、各成分の比率をコントロールす
ることにより有機ハードコート膜自体、従来にな
い硬さを持ち、また同時に、反射防止層との密着
性も飛躍的に向上し、最終的な反射防止膜を付け
た状態での高い耐擦傷性を得ることができた。 硬化触媒としては、種々検討を行なつた結果、
本発明の系においては塩化第一スズが最も効果的
であり、他の触媒では期待するだけの耐擦傷性を
有するハードコート膜は得られなかつた。 反射防止層を構成する無機物質としては、
SiO₂，ZrO₂，Al₂O₃，TiO₂，Ta₂O₅，Y₂O₃，
Yb₂O₃、等の金属酸化物、Si₃N₄等の金属窒化
物、MgF₂等の金属フツ化物、Cr，Ｗ，Ta等の金
属がある。 以下、実施例に基づいて、本発明を詳しく説明
する。 実施例 １ テトラメトキシシラン55重量部と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22重量部およびイソプロピルアルコール80
重量部とからなる溶液に0.05規定塩酸37重量部を
加え加水分解した。この溶液に、エチレングリコ
ールジグリシジルエーテル23重量部と塩化第一ス
ズ0.15重量部を加えてハードコート液を調整し
た。この液に、あらかじめ４％水酸化ナトリウム
水溶液で表面処理したCR−39レンズを浸漬し、
毎分20cmの速さで引き上げてハードコート液を塗
布し、100℃で１時間、130℃で１時間加熱し硬化
させた。有機ハードコート膜の膜厚は3.5μｍ、
屈折率は1.50であつた。このレンズに、さらに真
空蒸着法により、SiO₂，ZrO₂からなる５層の反
射防止層を施した。反射防止層の膜厚は0.3μ
ｍ、レンズの可視光の透過率は98.5％以上であつ
た。 実施例 ２ 実施例−１におけるエチレングリコールジグリ
シジルエーテルの代りに、１，６−ヘキサンジオ
ールジグリシジルエーテルを用いた。レンズの前
処理およびその他の操作は、実施例−１と同じで
ある。この有機ハードコート膜の膜厚は3.7μ
ｍ、屈折率は1.51であり、反射防止加工後の可視
光の透過率は98.5％以上であつた。 実施例 ３ 実施例−１におけるエチレングリコール、ジグ
リシジルエーテルの代わりに、ネオペンチルグリ
コール、ジグリシジルエーテルを用いた。レンズ
の前処理およびその他の操作は、実施例−１と同
じである。この有機ハードコート膜の膜厚は3.4
μｍ、屈折率は1.50であり、反射防止加工後の可
視光の透過率は、98.5％以上であつた。 実施例 ４ 実施例−１における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の代わ
りにγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンを用いた。レンズの前処理およびその他の操作
は、実施例−１と同じである。この有機ハードコ
ート膜の膜厚は3.6μｍ、屈折率は1.50であり、
反射防止加工後の可視光の透過率は、98.5％以上
であつた。 実施例 ５ 実施例−４におけるエチレングリコールジグリ
シジルエーテルの代わりに、１，６−ヘキサンジ
オールジグリシジルエーテルを用いた。レンズの
前処理およびその他の操作は実施例−４と同じで
ある。この有機ハードコート膜の膜厚は3.7μ
ｍ、屈折率は1.50であり、反射防止加工後の可視
光の透過率は98.5％以上であつた。 実施例 ６ 実施例−４における、エチレングリコールジグ
リシジルエーテルの代わりにネオペンチルグリコ
ールジグリシジルエーテルを用いた。レンズの前
処理およびその他の操作は実施例−４と同じであ
る。この有機ハードコート膜の膜厚は3.8μｍ、
屈折率は1.50であり、反射防止加工後の可視光透
過率は98.5％以上であつた。 参照例 １ テトラメトキシシラン69重量部とγ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン19重量部および
イソプロピルアルコール80重量部とからなる溶液
に0.05規定塩酸44重量部を加えて加水分解し、
１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル
12重量部と塩化第一スズ0.11重量部を加えてハー
ドコート液を調整した。レンズの前処理、その他
の操作は、実施例−１と同じであるが、熱硬化時
に表面層にクラツクが走り、眼鏡レンズとしての
価値がなくなつてしまつた。 参照例 ２ テトラメトキシシラン25重量部とγ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン38重量部および
イソプロピルアルコール80重量部とからなる溶液
に、0.05規定塩酸25重量部を加えて加水分解し、
１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル
37重量部と塩化第一スズ0.29重量部を加えてハー
ドコート液を調整した。レンズの前処理およびそ
の他の操作は、実施例−１と同じである。この有
機ハードコート膜の膜厚は3.7μｍ、屈折率は
1.50であり、反射防止加工後の可視光の透過率は
98.5％以上であつた。 参照例 ３ 実施例−１において、硬化触媒を使用しなかつ
た。その他の操作はすべて実施例−１と同じであ
る。この有機ハードコート層の膜厚は3.5μｍ、
屈折率は1.50であり、反射防止加工後の可視光の
透過率は98.5％以上であつた。 参照例 ４ テトラメチロールメタンテトラアクリレート40
重量部、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト30重量部、エチレングリコールジメタクリレー
ト30重量部およびベンゾインエーテル２重量部か
らなる混合液を実施例−１と同条件で塗布した
後、窒素雰囲気中で高圧水銀灯を用いて５分間紫
外線照射し、レンズ表面にハードコート膜を設け
た。ハードコート膜の膜厚は4.1μｍ、屈折率は
1.49であつた。反射防止層は実施例−１と同じ膜
構成とし、レンズの可視光透過率は98.5％以上で
あつた。 各レンズ共に、反射防止効果は満足のゆくもの
である為、耐擦傷性、耐候性、密着性の試験を行
なつた。 耐擦傷性は＃0000スチールウールに１Kg荷重を
かけ、10往復摩擦した結果を、ガラスをＡ、アク
リル樹脂をE′とし、10段階で評価した。 耐候性は、キセノンランプフエードメーターを
用い、500時間照射後の膜の変化を評価し、全く
変化のないものを〇、クラツクの入つたものを×
で表わした。 密着性は、反射防止加工後セロテープによるク
ロスカツト試験で行なつた。なお、全く膜のはが
れないものは〇、傷の周辺が少しはがれるものは
△、完全に膜がなくなるものは×と表わした。 各評価結果を次表に示す。

【表】 以上のように、本発明はプラスチツク本来の長
所である軽さ、耐衝撃性の良さ、加工性の良さを
保つたまま、最大の欠点であつた傷つき易さを解
消し、同時に表面反射を低減させることによつ
て、眼鏡レンズとしての必要条件の大部分を満足
するものであり、その価値は極めて大きい。ま
た、本発明は眼鏡レンズのみに止まらず、時計の
カバーガラスの代替、各種装置の表示部のカバー
等その応用範囲には限りがない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ジエチレングリコールビスアリルカーボネー
   ト（商品名CR−39）（以下CR−39と略す）製レ
   ンズの表面に、一般式〔〕 SiX₄〔〕 （ただし、式中Ｘは炭素数４以下のアルコキシ
   ル基を表わす） で示される化合物42重量部から67重量部と、一般
   式〔〕 （たゞし、式中R′はエポキシ基を有する有機
   基またはγ−メタクリロキシプロピル基、R²は
   水素または炭素数１〜４の有機基、Ｙはフツ素を
   除くハロゲンまたはアルコキシル基、ｌおよびｍ
   は、ｌ＋ｍの値が１または２となるような０以上
   の整数を表わす） で示される化合物13重量部から44重量部の混合物
   の部分加水分解物および多官能性エポキシ化合物
   14重量部から32重量部からなる合計100重量部を
   主成分とし、塩化第一スズを硬化触媒として熱硬
   化してなる被覆層を施し、さらにその上に、無機
   物からなる単層または多層の反射防止層を設けた
   事を特徴とする眼鏡レンズ。