JP4339353B2 - 耐衝撃性を有する調光性プライマー組成物とこれがコートされた透明基材 - Google Patents

Description

本発明は、調光性及び耐衝撃性を有する透明基材コーティング用プライマー組成物、及びこれをコーティング及び硬化せしめてなるプライマー層が設けられた調光性透明基材に関する。

本発明の透明基材コーティング用プライマー組成物は、眼鏡レンズ、車両ガラス、光学用レンズ、光学フィルム等のように透明性を求める透明基材に使用される。透明基材の材料としては、プラスチックやガラスが挙げられるが、このうちでプラスチックレンズは、耐割れ性に優れ且つガラスより軽量であるという長所をもっているため、透明なガラスの代用品として多用されており、とりわけ光学用レンズや眼鏡レンズの分野で急速に普及しつつある。

透明プラスチックレンズの材料としては、ポリアリルカーボネート(polyallyl carbonate)、アクリルまたはポリチオウレタン等が主に用いられる。前記透明プラスチック材料は、軟質の表面をもっており、傷ついたり損傷を受け易いため、主にシリコン系のハードコーティングを施して表面の硬度を高める必要がある。しかし、シリコン系ハードコーティングは、プラスチックレンズの耐衝撃性を落とすという問題があるため、これを防止するためにプラスチックレンズとハードコーティング層との間にプライマー層を設ける必要がある。
プラスチックレンズの耐衝撃性を改善する方法として、日本国特開平８−５４５０１号には、ウレタン系樹脂層をプライマー層として設ける方法が開示されている。

一方、調光性化合物をプライマー層として使用した先行特許として、日本国特開平３−２６９５０７号には、プラスチック基板及びシリコン樹脂硬質膜とこれらの間に調光性物質を含有してなるプライマー層が設けられた調光性レンズが記載されている。この他にも、調光性を有する被覆組成物を使用した先行特許としては、日本国特開平５−２８７５３号及び米国特許第４，８８９，４１３号と第６，１０７，３９６号、第６，１８７，４４４号、第６，２６８，０５５号、第６，０６０，００１号、及び第６，４３６，５２５号等がある。

しかし、前記のようにポリウレタンと調光性染料を一緒に使用してプラスチック基質にプライマーコーティングを施した場合には、光学密度が低く、脱色速度が遅いという短所がある。また、高い光学密度を得るためにプライマー層の厚さを１０μｍ以上に上げた場合、ハードコーティング後におけるハードコーティング膜の硬度が低下するという短所がある。

一般に、調光性レンズを評価するに当たって重要なことは、速い着色及び脱色速度、高い光学密度（ＯＤ）、及び耐疲労性である。このうちの耐疲労性は、マトリックスの選定と紫外線安定化剤等を添加することにより向上することができる。従って、一定レベル以上の着色及び脱色速度を保持しつつ、高い光学密度を有することが問題とされる。とりわけ、既存の調光性プライマーコーティングにおいて至急改善すべき点の一つが光学密度である。有機調光性染料の光学密度を左右する最も重要な要因は、染料自体の構造とその染料の周辺環境であるにもかかわらず、未だに前記事項が考慮された調光性プライマー組成物が開示されたことがない。
日本国特開平８−５４５０１号明細書 日本国特開平３−２６９５０７号明細書 日本国特開平５−２８７５３号明細書 米国特許第４，８８９，４１３号明細書 米国特許第６，１０７，３９６号明細書 米国特許第６，１８７，４４４号明細書 米国特許第６，２６８，０５５号明細書 米国特許第６，０６０，００１号明細書 米国特許第６，４３６，５２５号明細書

本発明者らは、調光性染料を使用してプラスチック透明基材に調光性プライマーコーティングを施す場合、染料の周辺環境が極性を持つほど着色された状態の染料分子が安定化するため、薄いコーティング層の厚みでも高い光学密度を達成することができるという事実を見出した。また、本発明者らは、プライマー組成物の構成成分中にフリー空間が多いほど調光性染料の可逆的な着脱色が容易となり着脱色速度が速くなるという事実を見出した。

そこで、本発明は、ブレンステッド塩を含有するポリウレタン、ポリエポキシ樹脂及び調光性染料を含む透明基材コーティング用プライマー組成物と、これがコーティング及び硬化されたプライマー層が設けられた透明基材を提供することを目的とする。

本発明は、透明基材コーティング用プライマー組成物１００重量部に対し、ａ）ブレンステッド塩を含有するポリウレタン５〜９０重量部；ｂ）ポリエポキシ樹脂５〜５０重量部；及びｃ）調光性染料１〜４０重量部；を含む透明基材コーティング用プライマー組成物を提供する。

また、本発明は、透明基材の表面上に前記プライマー組成物をコーティング及び硬化せしめてなるプライマー層が設けられた調光性透明基材を提供する。

以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明のプライマー組成物において、第一の成分であるポリウレタンは、ブレンステッド塩を含有して極性を持つことを特徴とする。このブレンステッド塩は、本発明のプライマー組成物で形成されたプライマー層中に含まれた調光性染料に極性環境を提供する。

この効果を詳述すれば、次の通りである。メロシアニンのような大半の調光性染料は、紫外線等に曝されると、これの固有な構造の特定の化学結合が切断されつつ、双性イオンを有する着色状態になる。本発明では、ブレンステッド塩を含有するポリウレタンを使用することにより着色状態の調光性染料に極性環境が提供できる。このような極性環境は、紫外線が照射された場合における着色状態の染料を安定化し、再度逆反応が進行することを最小化し、強い着色状態が保持できるようにする。この結果、本発明では、調光性プライマー層を膜薄に形成する場合でも高い光学密度を達成することができる。

本発明において、ポリウレタン中のブレンステッド塩は、例えば、アミノジオールとブレンステッド酸との反応生成物により提供すればよい。このようなブレンステッド塩は、陰イオン性のブレンステッド酸の共役塩基と陽イオン性のアミン類からなるものであって、双性イオンを有する着色状態の調光染料を安定化させ、高い光学密度を得ることができる。

その他、ポリウレタンの物性は、ポリウレタンの製造時に使用されるポリオールとイソシアネートの特性によって決められる。とりわけ、ポリオールの種類及びこれらの使用割合によってポリウレタン中の硬質部分（ハードセグメント）と軟質部分（ソフトセグメント）との比を調節することによりポリウレタンの物性を決めることができる。ポリウレタンの軟質部分は、イソシアネートとポリエステルポリオールまたはポリエーテルポリオールのような高分子量ポリオールとの反応から形成され、これは、可逆的な反応を起こす調光性染料に必要とされるフリー空間と本発明の組成物をコートする透明基材の耐衝撃性を提供する。ポリウレタンの硬質部分は、イソシアネートと低分子量のポリオールとの反応から形成され、これは、本発明のプライマー組成物で形成される被膜の機械的強度、耐熱性、及び耐化学性を増大させる。

本発明で使用できるブレンステッド塩を含有するポリウレタンの例としては、Ｎｏｖｅｏｎ社製のＥｓｔａｎｅ ５７７８、Ｅｓｔａｎｅ ５７０７、Ｅｓｔａｎｅ ５７０１等があり、このうちでＥｓｔａｎｅ ５７７８は、芳香族ポリエステル官能基を含有する熱硬化性ポリウレタン樹脂である。これは、金属酸化物や顔料等を安定して分散させ得るという特徴を有しており、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン等の溶媒に対する溶解度が高い。これは、主にビデオ、オーディオテープ等の記録媒体の作製に多用されている。

前記ブレンステッド塩を含有するポリウレタンは、イソシアネートとポリオールとの反応生成物であるため、本発明のプライマー組成物は、ポリウレタンに取って代わってイソシアネートとポリオールを含むポリウレタン反応混合物を含むことができる。

前記ブレンステッド塩を含有するポリウレタンの製造時に使用されるイソシアネート成分としては、脂肪族イソシアネート、脂環式イソシアネート、芳香族イソシアネート、ヘテロ環族イソシアネート、ブロックされた脂肪族イソシアネート、及びブロックされた脂環式イソシアネートが好ましい。具体的には、イソシアネート成分として、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，３，３−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トルエン−２，６−ジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等のようなジイソシアネートを使用することが好ましい。

前記ブレンステッド塩を含有するポリウレタンの製造時に使用されるポリオールは、（ｉ）ブレンステッド塩を含有するジオール、（ｉｉ）ポリウレタンの軟質部分を生成するポリオール、及び（ｉｉｉ）ポリウレタンの硬質部分を生成するポリオールを含むことが好ましい。

前記（ｉ）ブレンステッド塩を含有するジオールは、例えば、アミノジオールとブレンステッド酸との反応生成物であればよい。前記アミノジオールは、当該技術分野で知られている通常の方法で調製すればよく、この具体的な例としては、２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール、Ｎ−（ｎ−ブチル）ジエタノールアミン、３−ジエチルアミノ−１，２−プロパンジオール、Ｎ−（ｔ−ブチル）ジエタノール−アミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−フェニルジエタノールアミン、ジエチルＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノ−メチルホスホネート等がある。

前記アミノジオールと反応させるブレンステッド酸としては、ホスホン酸、ホスフィン酸、またはスルホン酸があり、非制限的な例としては、メチルホスホン酸、エチルホスホン酸、プロピルホスホン酸、ブチルホスホン酸、ｔ−ブチルホスホン酸、メチレン−ジホスホン酸、２−クロロエチルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ホスホノ酢酸、ホスホノプロピオン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、スルホ酢酸、スルホコハク酸、ベンゼンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸、４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸等が好ましい。

前記（ｉｉ）ポリウレタンの軟質部分を生成するポリオールの非制限的な例としては、ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリアクリルジオール及びポリカーボネートジオール等がある。前記（ｉｉ）ポリオールの分子量が３００ｇ／ｍｏｌｅ未満の場合には、耐衝撃性と光学密度が低下し、６，０００ｇ／ｍｏｌｅを超える場合には、コーティング性が劣化するという問題がある。従って、前記（ｉｉ）ポリオールの分子量は、３００〜６，０００ｇ／ｍｏｌｅ、とりわけ５００〜２，０００ｇ／ｍｏｌｅであることが好ましい。そして、前記（ｉｉ）ポリオールの含量は、ポリウレタン１００重量部に対し１０〜７０重量部であることが好ましく、２０〜６０重量部であることがより好ましい。

前記（ｉｉｉ）ポリウレタンの硬質部分を生成するポリオールは、５０〜５００ｇ／ｍｏｌｅの低分子量ポリオールであることが好ましい。前記（ｉｉｉ）ポリオールの非制限的な例としては、１，４−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，５−ヘキサンジオール、２，４−ヘプタンジオール、ペンタエリトリトール及びトリメチロールプロパン等がある。（ｉｉｉ）ポリオールの含量は、ポリウレタン１００重量部に対し１〜５０重量部であることが好ましく、５〜３０重量部であることがより好ましい。

本発明において、ブレンステッド塩を含むポリウレタンの製造には、触媒を使用してもよく、触媒としては、ルイス塩基、ルイス酸または当該技術分野の文献に掲載された挿入触媒等がある。触媒の具体的な例としては、オクチル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫メルカプタイド、ジマレイン酸ジブチル錫(dibutyltin dimaleate)、水酸化ジメチル錫(dimethyltin hydroxide)、及びトリエチルアミン等があるが、これらだけに限定されるものではない。

前記ポリウレタン中のブレンステッド塩は、ポリウレタン１×１０^６ｇに対し１０〜１００グラム当量で存在することが好ましい。前記ブレンステッド塩は少量に過ぎないが、調光性染料に極性環境を提供し、光学密度を向上させる。

前記ブレンステッド塩を含有するポリウレタン中のイソシアネートとポリオールの含量は、官能基のＮＣＯ基とＯＨ基とのモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）が０．５〜３．０の範囲になるようにすることが好ましく、０．７５〜２．０の範囲になるようにすることがより好ましい。前記官能基のモル比が０．５未満であれば、プライマー組成物で形成された塗膜が十分に硬化しないという問題がある。一方、前記官能基のモル比が３．０を超えると、未反応のイソシアネートが存在し、これがその上層のハードコーティング成分と反応することによりハードコーティング層の性能または外観に欠陥を生じさせ得る。

前記イソシアネート及びポリオールを含むポリウレタン反応混合物、またはポリウレタンの含量は、プライマー組成物１００重量部に対し５〜９０重量部であることが好ましい。５重量部未満の場合には、耐衝撃性と光学密度が低下し、９０重量部を超える場合には、着色及び脱色速度が遅くなり、付着性が低下するためである。

本発明のプライマー組成物において、第二の成分であるポリエポキシ樹脂は鎖状であり、分子量が約３００〜２，０００ｇ／ｍｏｌｅであることが好ましい。前記ポリエポキシ樹脂中のエポキシ基は、ポリウレタン反応混合物またはポリウレタン中の水酸基と反応することでエポキシ基の環が開くと同時に新規のＯＨ基が生成され、このＯＨ基がイソシアネート中のＮＣＯ基と反応しウレタン結合を形成することにより、ポリウレタンの一部になることができる。そして、未反応エポキシ基は、その上層に位置するハードコーティング中のＯＨ基と反応してプライマー層とハードコーティング層との密着性を向上することができる。また、ポリエポキシ成分を使用すれば、本発明のプライマー組成物で形成されたプライマー層中に追加のフリー空間が生じることにより調光性染料の化学構造の変化が容易となり、着／脱色速度が速くなる。

前記ポリエポキシ樹脂の含量は、プライマー組成物１００重量部に対し５〜５０重量部であることが好ましい。なぜならば、５重量部未満である場合には、付着性が不足し、５０重量部を超える場合には、コーティング性が低下するためである。

本発明で使用できるポリエポキシ樹脂の例としては、エルジー化学社製のビスフェノールＡエポキシのラッキーエポキシレジン（Ｌｕｃｋｙ Ｅｐｏｘｙ Ｌｅｓｉｎ）や ドレチオコール社製のポリサルファイド変性エポキシ樹脂フレップ（Ｆｌｅｐ）等がある。例えば、前記エルジー化学社製のビスフェノールＡエポキシのラッキーエポキシレジンの一例であるポリエポキシレジン ＬＥＲ−８４０は、両端に二つのエポキシ基を有し、ビスフェノールＡを基本構造とするポリエポキシ樹脂である。この樹脂中のエポキシ当量は１８０〜１９０であり、２５℃での粘度は９，０００〜１１，０００ｃｐｓである。前記樹脂は、優れた接着性と低い収縮率、高い耐化学性等の長所がある。また、比較的に長鎖を有し分子量も大きいため、プライマー層構造内で追加のフリー空間を形成することができる。従って、前記樹脂により調光性染料の化学構造の変化が容易となって着／脱色速度が速くなり、光学密度が上がり得る。

本発明のプライマー組成物において、第三の成分である調光性を与える成分は、調光性染料であれば特に制限なしに使用可能である。例えば、ベンゾピラン、ナフトピラン、フェナントロピラン、インデノナフトピラン、パールジド(fulgide)、スピロオキサジン、及びスピロピラン系化合物等を使用することができる。本発明では、１種のプライマー組成物中に各種の調光性染料を使用することにより様々な色相を呈することができる。

前記調光性染料の含量は、プライマー組成物１００重量部に対し１〜４０重量部であることが好ましい。１重量部未満の場合には光学密度が低く、４０重量部を超える場合には、コーティング性に問題が生じるためである。

本発明のプライマー組成物を有機溶媒に溶解して透明基材に適用してもよい。本発明で使用できる有機溶媒としては、アルコール類、ケトン類、エステル類及びエーテル類等がある。とりわけ、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、エチルセロソルブアセテート、ジアセトンアルコール、エチルアセテート等を使用することが好ましい。

本発明のプライマー組成物は、透明基材、とりわけプラスチックレンズ等に被覆して使用すればよい。具体的に、本発明のプライマー組成物は、例えば、ポリカーボネート、アクリル、ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＣＲ−３９）、及びポリエチレンテレフタレート等の基材に適用することができる。本発明のプライマー組成物は、前記基材への付着力に優れ、室外では着色し、室内では脱色する調光性を有する。なお、レンズが紫外線に曝された際により高い光学密度と耐疲労性を示させるために、適宜のマトリクスを選定することが重要であり、更に、各種の添加剤、例えば、日本国のチバガイギー社製のチヌビン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）のような紫外線安定化剤、界面活性剤等を添加することができる。

本発明の被覆組成物は、プラスチックレンズに浸漬法、スピンコート法等のような方法で被覆させ、５０〜１５０℃で０．５〜４時間硬化させることが好ましい。硬化する間、過熱によりプラスチック基質が劣化し変形する現象を防止するために、９０〜１２０℃で０．５〜４時間硬化させることがより好ましい。

本発明において、乾燥された被覆物の厚さは、０．１〜４０μｍであればよく、好ましくは、１〜１０μｍであり、より好ましくは、２〜５μｍである。厚さが２μｍより薄いと光学密度が低く、５μｍより厚いとハードコーティングを施した後に硬度が低下し得る。

調光性プライマー層がコートされたプラスチックレンズは、軟質の表面を有しているため、ハードコーティング層をプライマー層上に塗布することが好ましい。本発明では、ハードコーティング層を形成する場合にもプラスチックレンズとハードコーティング層との間に、本発明に係るプライマー層を形成することにより耐衝撃性の低下を防止することができる。

ハードコーティング層の形成に用いられるハードコーティング剤としては、シリコン系樹脂が好ましい。シリコン系樹脂の好適な例としては、（イ）Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ、及びＩｎからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む粒径１〜１００ｎｍの微粒子からなる無機酸化物ゾル、（ロ）官能基を有しないシラン化合物、及び／または、（ハ）含エポキシ珪素化合物またはこの加水分解物を主成分とする組成物等がある。

前記（イ）無機酸化物ゾルは、ハードコーティング膜の硬度、耐熱性及び耐候性を高め、ハードコーティング膜の屈折率を前記レンズの屈折率に近接して高めることで干渉現象を防止する働きをする。前記（ロ）官能基を有しないシラン化合物を含有した保護剤被膜としては、市販中のハードコーティング組成物のうちのエルジー化学社製のＳＴ１１ＭＳを使用することが好ましい。前記（ハ）含エポキシ珪素化合物の例としては、γ−グリシド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エトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等がある。

ハードコーティング用組成物をプライマー塗膜上にコートする方法としては、浸漬法、フロー法、スピンコート法、スプレー法等があるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。

ハードコーティング層は、ハードコーティング用組成物をプラスチックレンズの表面のプライマー層上に塗布した後、８０〜１２０℃で１〜２４時間加熱し硬化処理を施すことにより形成することができる。このハードコーティング層の厚さは、０．５〜５μｍであることが好ましく、１〜４μｍであることがより好ましい。

［発明の実施のための最良の形態］
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明の範囲が、下記の実施例だけに限定されるものではない。

〔実施例１〕
透明基材コーティング用プライマー組成物の調製
ジャケット反応機（ｊａｃｋｅｔ ｒｅａｃｔｏｒ）にメチルエチルケトン２９６ｇ、エチルセロソルブアセテート３５１ｇ、アセチルアセトン１６４ｇを入れ、Ｎｏｖｅｏｎ社製のポリウレタンＥｓｔａｎｅ ５７７８（ブレンステッド塩を含むポリウレタン）７２ｇを添加した後、約１時間攪拌した。これにエルジー化学社製のポリエポキシレジンＬＥＲ−８４０を２６．７ｇ入れ、均一になるまで攪拌した。次いで、調光性染料（紫外線に曝された時に青色を呈するナフトオキサジン）１２ｇと紫外線安定化剤としてチバガイギー社製のチヌビン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）１４４を１．４ｇ添加した。次いで、レベリング剤としてＴＥＧＯ社製のＴＥＧＯ−４１０、ＴＥＧＯ−４５０をそれぞれ１．５７ｇずつ添加した。

調製したプライマー組成物を用いたレンズのコーティング
眼鏡用重屈折レンズ（韓独社製のＢＳ、屈折率１．５５３）を６０℃のＮａＯＨで４分間エッチングした後、前記調製した被覆組成物に浸漬してコートし、１１０℃で６０分間乾燥させた。
その上にハードコーティング保護膜としてシリコン系のエルジー化学社製のＳＴ１１ＭＳを浸漬コートした後、１２０℃で２時間硬化させた。

〔実施例２〕
常温でジャケット反応機にメチルエチルケトン３０８ｇ、エチルセロソルブアセテート３６６ｇ、アセチルアセトン１７１ｇを入れ、Ｎｏｖｅｏｎ社製のポリウレタンＥｓｔａｎｅ ５７７８を５４．６ｇ添加した後、約１時間攪拌した。これにエルジー化学社製のポリエポキシレジンＬＥＲ−８４０を４８．４ｇ入れ、約３０分間攪拌した後、調光性染料（紫外線に曝された時に青色を呈するナフトオキサジン）１２ｇと紫外線安定化剤としてチバガイギー社製のチヌビン １４４を１．４ｇ添加した。これを約３０分間攪拌した後、レベリング剤としてＴＥＧＯ社製のＴＥＧＯ−４１０、ＴＥＧＯ−４５０をそれぞれ１．５７ｇずつ添加した。
次いで、実施例１と同方法で前記プライマー組成物を眼鏡用重屈折レンズに被覆しハードコートして保護膜を形成した。

〔比較例１〕
常温でジャケット反応機にメチルエチルケトン３３１ｇ、エチルセロソルブアセテート３９３ｇ、アセチルアセトン１８３ｇを入れ、Ｎｏｖｅｏｎ社製のポリウレタンＥｓｔａｎｅ ５７７８を８０．５ｇ添加した後、約１時間攪拌した。これに調光性染料（紫外線に曝された時に青色を呈するナフトオキサジン）９．２ｇと紫外線安定化剤１．１ｇを添加して約３０分間攪拌した後、ＴＥＧＯ社製のＴＥＧＯ−４１０、ＴＥＧＯ−４５０をそれぞれ１．５７ｇずつ添加した。
次いで、実施例１と同方法で前記プライマー組成物を眼鏡用重屈折レンズに被覆しハードコートして保護膜を形成した。

〔比較例２〕
常温でジャケット反応機にメチルエチルケトン３２７ｇ、エチルセロソルブアセテート３８９ｇ、アセチルアセトン１８１ｇを入れ、エルジー化学社製のポリエポキシレジンＬＥＲ−８４０を１１０ｇ添加した後、約１時間攪拌した。これに調光性染料（紫外線に曝された時に青色を呈するナフトオキサジン）１２．４ｇと紫外線安定化剤１．４ｇ添加した。これを約３０分間攪拌した後、レベリング剤としてＴＥＧＯ社製のＴＥＧＯ−４１０、ＴＥＧＯ−４５０をそれぞれ１．５７ｇずつ添加した。
次いで、実施例１と同方法で前記プライマー組成物を眼鏡用重屈折レンズに被覆しハードコートして保護膜を形成した。

実施例１におけるＮｏｖｅｏｎ社製のポリウレタンＥｓｔａｎｅ ５７７８に代えてドンソン化学社製のポリウレタンＤ−ＡＣＥ−６０６ＮＹを使用したことを除いては、実施例１と同方法でプライマー組成物及び調光性レンズを作製した。
前記ドンソン化学社製のポリウレタンＤ−ＡＣＥ−６０６ＮＹは、ポリエステル官能基を含有するポリウレタンレジンである。これは、構造内に如何なるブレンステッド塩も有さず、無黄変タイプで液安定性に優れ、耐候性が良好な１液型樹脂であって、衣類及び直接コーティングに主に使われる。

〔比較例４〕
常温でジャケット反応機にメチルエチルケトン５０．５３ｇ、トルエン５０．５３ｇ、エチルアセテート５０．５３ｇ、分子量１，０００の鎖状高分子のポリテトラヒドロフラン３．２７ｇ、１，４−ブタンジオール３．２５ｇ、トリメトキシプロパン３．２５ｇ、バイエル社製のポリエステルのＤＥＳＭＯＰＨＥＮ ６７０Ａ ８０（ｎ−ブチルアセテートに溶解されている飽和されたポリエステル樹脂）３．２５ｇを入れた後、約１時間攪拌した。これに調光性染料（紫外線に曝された時に青色を呈するナフトオキサジン）４ｇと紫外線安定化剤１．４ｇ、Ｄｅｇｕｓｓａ社製のＶＥＳＴＡＮＡＴ Ｂ １３５８Ａ（ブロックされた脂環系のポリイソシアネート）８５ｇ、ジブチル錫ジラウレート０．６４ｇを添加して約３０分間攪拌した。次いで、レベリング剤としてＴＥＧＯ社製のＴＥＧＯ−４１０、ＴＥＧＯ−４５０をそれぞれ０．４６ｇずつ添加した。
次いで、実施例１と同方法で前記プライマー組成物を眼鏡用重屈折レンズに被覆しハードコートして保護膜を形成した。

［測定方法］
前記実施例１乃至２、比較例１乃至４で作製した各レンズに対し、下記のような実験を施し、その結果を、下記の表１に表した。
（１）光学密度（ΔＯＤ）
硬化したレンズを３６５ｎｍの紫外線で（１．３５ｍＷ／ｃｍ^２）２分間照射してから直ぐＵＶ−ｖｉｓ検出機でそれぞれ脱色と着色状態での出力光を測定した。脱色状態の光学密度を基準にして着色状態の光学密度（ΔＯＤ）を求める公式は、次の通りである。

（２）耐擦傷性：＃００００鋼綿による擦傷試験
直径２５ｍｍの円筒の先端に鋼綿を水平に装着した後、これをサンプル面に接触し、１００ｇの荷重で５回転させてから肉眼で観察する方法を使用した。（○：表面の損傷がない；△：表面の損傷がややある；×：表面の損傷が多い）

（３）付着性
架橋硬化被膜にクロスカットセロテープ（ｃｒｏｓｓ ｃｕｔ ｃｅｌｌｏｔａｐｅ）剥離試験を施した。即ち、クロスカット方法により被膜に直行する横縦１１本ずつの平行線を１ｍｍの間隔で引いて、１ｍｍ^２の中に１００個のます目ができるように碁盤目状の切り傷を付けた後、碁盤目の部分にセロテープ（登録商標）を密着させ、急激に引き離した。この操作を１個所で３回繰り返し行った。
○：３回繰り返し行っても架橋硬化被膜の剥離がない場合
△：３回繰り返し行って剥離碁盤目の数が１〜５０の場合
×：３回繰り返し行って剥離碁盤目の数が５１〜１００の場合

（４）耐衝撃性
重さ１６．３２ｇ、２４．８２ｇの鋼球を１３１ｃｍ、１５４ｃｍの高さにセットした後、下に落下させてレンズの凸面に衝突させ、衝撃エネルギーを段階的に増大させて破壊実験を施した。レンズが破壊されたり、またはクラックが発生した場合、前段階の衝突エネルギー量を耐衝撃性衝突エネルギー（Ｊ）とした。ＦＤＡ規格では、０．２Ｊ以上が求められている。

（５）膜厚
ＦＥ−ＳＥＭでコートしたレンズの断面を観察して膜厚を求めた。

前記表１に表すように、光学密度は、比較例に比べて実施例１及び実施例２において遥かに高かった。また、実施例１及び実施例２のプライマー組成物で形成したプライマー層は、いずれもｔ_１／２（脱色速度のハーフタイム）が９０秒以下であって、プライマーコーティング用として適切であることが示された。

調光性染料を使用してプラスチック基質に調光性プライマーコーティングを施した場合、光学密度が低く、脱色速度が遅いという問題があったが、本発明のプライマー組成物は、ブレンステッド塩を含有して極性を持つポリウレタン、ポリエポキシ樹脂、及び調光性染料を含有することにより、これをプラスチックレンズにコートする場合、高い光学密度と速い着・脱色速度が得られる。

Claims (17)

1. 透明基材コーティング用プライマー組成物１００重量部に対し、
   ａ）ブレンステッド塩を含有するポリウレタン５〜９０重量部；
   ｂ）ポリエポキシ樹脂５〜５０重量部；及び
   ｃ）調光性染料１〜４０重量部；
   を含むことを特徴とする透明基材コーティング用プライマー組成物。
2. ａ）ブレンステッド塩を含有するポリウレタン中のブレンステッド塩が、ポリウレタン１×１０^６ｇに対し１０〜１００グラム当量で存在することを特徴とする請求項１記載の透明基材コーティング用プライマー組成物。
3. 前記ａ）ブレンステッド塩を含有するポリウレタンが、イソシアネートとポリオールとの反応生成物であって、前記ポリウレタンは、ポリウレタン中の官能基のＮＣＯと官能基のＯＨとのモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）が０．５〜３．０の範囲になるようにする量のイソシアネートとポリオールとを反応させて調製したことを特徴とする請求項１記載の透明基材コーティング用プライマー組成物。
4. 前記ａ）ブレンステッド塩を含有するポリウレタンが、イソシアネートとポリオールとの反応生成物であって、前記イソシアネートは、脂肪族イソシアネート、脂環式イソシアネート、芳香族イソシアネート、ヘテロ環族イソシアネート、ブロックされた脂肪族イソシアネート、ブロックされた脂環式イソシアネートからなる群より選ばれることを特徴とする請求項１記載の透明基材コーティング用プライマー組成物。
5. 前記ａ）ブレンステッド塩を含有するポリウレタンが、イソシアネートとポリオールとの反応生成物であって、前記ポリオールが、（ｉ）ブレンステッド塩を含有するジオール、（ｉｉ）ポリウレタンの軟質部分を生成するポリオール、及び（ｉｉｉ）ポリウレタンの硬質部分を生成するポリオールを含むことを特徴とする請求項１記載の透明基材コーティング用プライマー組成物。
6. 前記（ｉ）ブレンステッド塩を含有するジオールが、アミノジオールとブレンステッド酸との反応生成物であることを特徴とする請求項５記載の透明基材コーティング用プライマー組成物。
7. 前記アミノジオールが、２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール、Ｎ−（ｎ−ブチル）ジエタノールアミン、３−ジエチルアミノ−１，２−プロパンジオール、Ｎ−（ｔ−ブチル）ジエタノール−アミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−フェニルジエタノールアミン、ジエチルＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノ−メチルホスホネートからなる群より選ばれることを特徴とする請求項６記載の透明基材コーティング用プライマー組成物。
8. 前記ブレンステッド酸が、ホスホン酸、ホスフィン酸、またはスルホン酸からなる群より選ばれることを特徴とする請求項６記載の透明基材コーティング用プライマー組成物。
9. 前記（ｉｉ）ポリウレタンの軟質部分を生成するポリオールが、ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリアクリルジオール、及びポリカーボネートジオールからなる群より選ばれることを特徴とする請求項５記載の透明基材コーティング用プライマー組成物。
10. 前記（ｉｉｉ）ポリウレタンの硬質部分を生成するポリオールが、１，４−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，５−ヘキサンジオール、２，４−ヘプタンジオール、ペンタエリトリトール、及びトリメチロールプロパンからなる群より選ばれることを特徴とする請求項５記載の透明基材コーティング用プライマー組成物。
11. 前記ａ）ブレンステッド塩を含有するポリウレタンが、イソシアネート及びポリオールを含むポリウレタン反応混合物であることを特徴とする請求項１記載の透明基材コーティング用プライマー組成物。
12. 前記ｂ）ポリエポキシ樹脂が鎖状であり、分子量が３００〜２，０００ｇ／ｍｏｌｅであることを特徴とする請求項１記載の透明基材コーティング用プライマー組成物。
13. 前記ｃ）調光性染料は、ベンゾピラン、ナフトピラン、フェナントロピラン、インデノナフトピラン、パールジド(fulgide)、スピロオキサジン、及びスピロピラン系化合物からなる群より選ばれることを特徴とする請求項１記載の透明基材コーティング用プライマー組成物。
14. 透明基材の表面上に請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載のプライマー組成物をコーティング及び硬化せしめてなるプライマー層が設けられたことを特徴とする調光性透明基材。
15. 前記プライマー層の厚さが０．１〜４０μｍであることを特徴とする請求項１４に記載の調光性透明基材。
16. 前記プライマー層上にハードコーティング層が設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の調光性透明基材。
17. 前記ハードコーティング層が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ、及びＩｎからなる群より選ばれた少なくとも１種の無機酸化物ゾル；官能基を有しないシラン化合物；及び含エポキシ珪素化合物及びこの加水分解物からなる群より選ばれた少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１６に記載の調光性透明基材。