JP2613436B2

JP2613436B2 - プラスチックレンズ用反射防止膜の形成方法

Info

Publication number: JP2613436B2
Application number: JP63143128A
Authority: JP
Inventors: 和夫浅井; 正治菊地
Original assignee: 旭光学工業株式会社
Priority date: 1988-06-10
Filing date: 1988-06-10
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPH01312501A; US5116644A

Description

【発明の詳細な説明】「利用分野」本発明は、プラスチックレンズ用反射防止膜の形成方
法に関する。

「従来技術及びその問題点」プラスチックレンズには、その耐擦傷性を改善するた
めにハードコート膜が設けられ、レンズ表面での反射を
防止して光の透過率を向上させるために、ハードコート
膜の上にさらに反射防止膜が形成される。

反射防止膜としては、単層又は複数層から成るものが
知られているが、単層及び２層から成る反射防止膜は、
残存反射率が大きく、効率が悪く、屈折率の異なる３層
を重層した反射防止膜が好ましいと言われている。

反射防止膜の形成方法としては、従来、真空蒸着法、
ディップコート法、スピンコート法などが知られている
が、いずれの方法でも３層を重層するのは、煩雑であ
り、生産性を低下する。

「発明の目的」本発明は、簡単な操作で光の透過率の高い反射防止膜
をプラスチックレンズの表面に形成しうる方法を提供す
ることを目的とする。

「発明の構成」本発明によるプラスチックレンズ用反射防止膜の形成
方法は、シランカップリング剤、各種の酸化物ゾル及び
エポキシ樹脂を溶媒中に含むハードコート液でプラスチ
ックレンズをコーティングし、硬化させ、該レンズを酸
性又はアルカリ性物質の水溶液に浸漬してハードコート
膜中の酸化物ゾルを選択的に溶解させることにより該ハ
ードコート膜を不均質膜化することを特徴とする。

本発明の方法に使用しうるシランカップリング剤は、
公知の各種のものであってよく、特に制限はない。使用
しうるシランカップリング剤としては、例えば、一般式 R¹ _mR² _nSiX_4-(m+n) 〔式中R¹はアルキル基、アルケニル基、フェニル基又は
ハロゲンを示し、R²はエポキシ基、グリシドキシ基、ア
ミノ基、アミド基、メルカプト基、メタクリロイルオキ
シ基、シアノ基又は核置換芳香環を有する有機基を示
し、Ｘはハロゲン、アルコキシ基、アルコキシアルコキ
シ基、アシルオキシ基などの加水分解可能な基を示し、
ｍ及びｎはそれぞれ０〜２の数を示し、ｍ＋ｎ≦３であ
る〕で表わされる化合物及びこれらの加水分解物あるい
は部分縮合物を用いることができる。これらの化合物の
具体例としては、テトラメトキシシラン等の四官能シラ
ン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニル
トリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピ
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−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピル
トリメトキシシラン、γ−アミノ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
ルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメト
キシシラン、γ−シアノプロピルトリメトキシシラン、
γ−モルホリノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェ
ニルアミノプロピルトリメトキシシラン等の三官能シラ
ン、さらに、前記三官能シランの一部がアルキル基、フ
ェニル基、ビニル基等で置換された二官能シラン、例え
ば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、ビニルメチルジメトキシシラン、γ−クロロ
プロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。また、
これらの化合物の加水分解物、部分縮合物等を用いるこ
ともできる。シランカップリング剤は、ハードコート液
中に１〜40重量％、好ましくは３〜20重量％の量で使用
する。

酸化物ゾルは、膜の屈折率の調整に必要な成分であ
り、各種のものを使用することができる。酸化物ゾルと
しては、例えばコロイダルシリカ、コロイダル酸化アン
チモンあるいはコロイダル酸化チタンなどがある。コロ
イダルシリカ、コロイダル酸化アンチモンあるいはコロ
イダル酸化チタンは、それぞれ無水珪酸、五酸化アンチ
モンあるいは二酸化チタンの超微粒子を水又はアルコー
ル系分散媒に分散させたコロイド溶液であり、市販され
ているものである。酸化物の分散媒として用いられるア
ルコールには、例えばメタノール、エタノール、イソプ
ロピルアルコールなどがある。コロイダルシリカ、コロ
イダル酸化アンチモン及び／又はコロイダル酸化チタン
の使用量は、調整すべき屈折率に応じて適宜決定される
が、一般的には、ハードコート液中に10〜80重量％、好
ましくは10〜50重量％である。

また、本発明において、エポキシ樹脂としては、ビス
フェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノール
Ｓ型、水添ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＡアル
キレンオキシド付加物型、フェノール−ノボラック型あ
るいはｏ−クレゾール−ノボラック型の各種のエポキシ
樹脂を用いることができ、例えばｐ−オキシ安息香酸グ
リシジルエステルエーテル、ダイマー酸ジグリシジルエ
ステル、ｏ−フタル酸ジグリシジルエステル、テレフタ
ル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグ
リシジルエステル、メチルテトラヒドロフタル酸ジグリ
シジルエステル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジル
エーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテ
ル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、
エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレ
ングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコ
ールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール
ジグリシジルエーテル、ジブロモネオペンチルグリコー
ルジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジル
エーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエー
テル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグ
リセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリ
グリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、２−
エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジ
ルエーテル、フェニル（EO）_５グリシジルエーテル、ｐ
−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ジブロモ
フェニルグリシジルエーテル若しくはラウリルアルコー
ル（EO）₁₅グリシジルエーテル等の重合物の１種又は２
種以上の混合物を使用することができる。

エポキシ樹脂は、ハードコート液中に１〜20重量％、
好ましくは５〜10重量％の量で含まれるように使用す
る。

ハードコート液には、シランカップリング剤やエポキ
シ樹脂を硬化させるため、さらに硬化触媒を添加するこ
とができ、その具体例としては、トリエチルアミン、ｎ
−ブチルアミン等の有機アミン、グリシン等のアミノ
酸、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、チタニアアセチルアセトネート、コバ
ルトアセチルアセトネート等の金属アセチルアセトネー
ト、酢酸ナトリウム、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバ
ルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫等の有機酸金属
塩、塩化第二錫、塩化アルミニウム、塩化第二鉄、塩化
チタン、塩化亜鉛、塩化アンチモン等のルイス酸などが
挙げられる。これらのうち、特に、アルミニウムアセチ
ルアセトネートが好ましい。

上記のような各種の成分を、塗布作業性を考慮して、
適切な溶媒に溶解してハードコート液とするのが好まし
い。溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノールなどの低級アルコール、酢酸、酢酸メ
チルなどの低級カルボン酸類あるいはそのアルキルエス
テル、セロソルブなどのエーテル類、アセトンなどのケ
トン類等を使用することができる。通常、これらの溶媒
を用いて１〜40重量％の固形分を含む溶液として用いる
のが好適であるが、この範囲に制限されるものではな
く、その都度の状況により適宜選定することができる。

また、塗布時における流動性を向上させ、塗膜の平滑
性を向上させる目的でシリコーン系、フッ素系等の各種
界面活性剤を使用することができ、特にシリコーン系界
面活性剤が好適である。

さらに、ハードコート液に紫外線吸収剤、酸化防止
剤、チキソトロピー剤、顔料、染料、帯電防止剤、導電
性粒子などを添加することができる。

上記のような各種の成分を含むハードコート液をプラ
スチックレンズの公知の方法で塗布し、硬化させること
によってハードコート膜を形成させる。塗布は、例えば
フローコート、ディップコート、スピンコート、ロール
コート、スプレーコートなどの方法で行うことができ
る。乾燥及び硬化は、用いる成分によって適宜選定する
が、好ましくは80〜130℃で30分〜８時間の加熱によっ
て行う。

また、用いた成分中の反応基の架橋反応や重合反応を
促進するため、赤外線、紫外線、γ線、電子線の照射を
行うことによって硬化を行うこともできる。

膜厚は、溶媒あるいは塗布方法などによって調整する
ことができ、通常２〜10μｍ、好ましくは２〜４μｍと
する。

本発明の方法においては、上記のようにして形成した
ハードコート膜付きレンズを次に酸性又はアルカリ性物
質の水溶液中に浸漬する。ここで使用することのできる
酸性又はアルカリ性物質としては、ハードコート膜中の
酸化物粒子を溶出するが、他の成分には作用しないもの
であればよい。このような酸性又はアルカリ性物質とし
ては、例えば塩酸、硫酸、フッ化水素酸、フッ化アンモ
ニウム、酒石酸、ピロリン酸カリウム、苛性ソーダ、苛
性カリなどが挙げられ、これらのうちの１種又は２種以
上を用いることができる。これらの酸性又はアルカリ性
物質の水溶液の濃度及び浸漬時間は、反射防止膜の所望
の屈折率によって左右される。その濃度は、一般に３〜
20重量％、好ましくは５〜10重量％の濃度とする。濃度
が３重量％未満であると、酸化物粒子が十分に溶解せ
ず、反射防止効果が不十分であり、20重量％を越える
と、ハードコート膜が剥離するという不都合を生じる。
このような溶液中に５〜60分、好ましくは10〜30分間浸
漬する。浸漬時間があまり短いと効果がなく、また、あ
まり長いと、ハードコート膜が溶解するので好ましくな
い。

このようにして、ハードコート膜付きプラスチックレ
ンズを酸性又はアルカリ性水溶液に浸漬すると、ハード
コート膜中の酸化物粒子だけが溶出し、膜が不均質とな
る。そして、膜中への酸性又はアルカリ性物質の浸入量
は、深部に行くにしたがって少なくなるので、不均質化
の度合いも変化し、屈折率が膜厚方向に変化する膜が形
成される。

酸性又はアルカリ物質の水溶液から取り出した後、レ
ンズを十分に純水又は温水で洗浄することにより、反射
防止膜及びハードコート膜を有するレンズ製品が得られ
る。

本発明の方法は、あらゆるプラスチックレンズに適用
することができる。レンズ用プラスチックとしては、例
えばアクリル樹脂、ポリカーボネート、ジエチレングリ
コールビスアリルカーボネートポリマー、（ハロゲン
化）ビスフェノールＡのジ（メタ）アクリレートポリマ
ー及びその共重合体、（ハロゲン化）ビスフェノールＡ
のウレタン変性（メタ）アクリレートポリマー及びその
共重合体、ポリウレタン系樹脂、例えばジイソシアネー
トとポリオールとメルカプトアルキルエステルとから成
るウレタン樹脂などが挙げられるが、特に制限はない。

「発明の実施例」次に、実施例により本発明をさらに詳しく説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

実施例１シランカップリング剤であるγ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン50部及びγ−グリシドキシプロピ
ルジエトキシシラン50部を0.1規定の塩酸25部で加水分
解し、一昼夜20℃で撹拌する。次に、酸化物ゾルとして
メタノール分散型シリカゾル（日産化学製）240部及び
メタノール分散型酸化アンチモンゾル（日産化学製）60
部、エポキシ樹脂としてプロピレングリコールグリシジ
ルエーテル10部、硬化剤としてアルミニウムアセチルア
セトネート0.5部、界面活性剤としてゾニールFSN0.1部
及び溶媒としてメタノールを充分に混合して屈折率1.50
のハードコート液を調製した。

上記のハードコート液をジエチレングリコールビスア
リルカーボネート（屈折率1.50）から成るプラスチック
レンズの表面に実厚３μｍになるようにコーティング
し、120℃で４時間加熱し、硬化させた。

得られたハードコート膜付きプラスチックレンズを濃
度５重量％のフッ化アンモニウムと塩酸の混合液中に15
分間浸漬し、引き上げた後、該レンズを充分に洗浄し
た。

得られたプラスチックレンズの全光透過率は、98％で
あった。

実施例２シランカップリング剤である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20部、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン60部及びγ−グ
リシドキシプロピルメチルジエトキシシラン20部を0.1
規定の塩酸25部で加水分解し、一昼夜20℃で撹拌する。
次に、酸化物ゾルとしてメタノール分散型酸化アンチモ
ンゾル（日産化学製）300部及びメタノール分散型酸化
チタンゾル（触媒化学製）150部、エポキシ樹脂として
メチルテトラヒドロフタル酸グリシジルエステル15部、
硬化剤としてアルミニウムアセチルアセトネート0.5
部、界面活性剤としてゾニールFSN0.1部及び溶媒として
メタノールを充分に混合して屈折率1.60のハードコート
液を調製した。

上記のハードコート液をｍ−キシリレンジイソシアネ
ートとペンタエリトリットテトラキス（３−メルカプト
プロピオネート）（1:1.3の重量比）から作成した屈折
率1.60のプラスチックレンズの表面な実厚４μｍになる
ようにコーティングし、130℃で５時間加熱し、硬化さ
せた。

得られたハードコート膜付きプラスチックレンズを濃
度10重量％のフッ化水素酸と塩酸との（1:1）混合液中
に20分間浸漬し、引き上げた後、該レンズを充分に洗浄
した。

「発明の効果」本発明の方法によれば、極めて簡単な操作で効率よ
く、反射防止膜及びハードコート膜を有するプラスチッ
クレンズを製造することができ、その反射防止作用は、
３層からなる反射防止膜と同等である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シランカップリング剤、各種の酸化物ゾル
及びエポキシ樹脂を溶媒中に含むハードコート液でプラ
スチックレンズをコーティングし、硬化させ、該レンズ
を酸性又はアルカリ性物質の水溶液に浸漬してハードコ
ート膜中の酸化物ゾルを選択的に溶解させることにより
該ハードコート膜を不均質膜化することを特徴とする反
射防止膜の形成方法。