JPH0222340A - 透明被覆層を有する成形体 - 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、高い屈折率を有する透明被覆層を有する成形
体に関する。

さらには、低い光線反射率と高い光線透過率、かつ導電
性を有する、表面硬度の高い成形体の製造に適した透明
被覆層を有する成形体に関する。

［従来の技術］ 各種透明材料の光線反射率の低下ひいては光線透過率の
向上は、光線の有効利用、反射像による映像の不鮮明化
の解消など、きわめて重要な問題であり、これまで多く
の方法が提案されている。

その概要は基材と屈折率の異なる、主として無機物から
なる光学的薄層を基材の表面に形成することにより、光
線反射率の低下および光線透過率の向上を実現しようと
するものであり、この際効果を大にするために異なる屈
折率の薄い層の多層コートを行なったり、それぞれの薄
層の厚みを、相当する光線の波長レベルに合せてコント
ロールしたり、連続的に屈折率の異なるいわゆる不均質
膜を形成したりすることが行なわれているー。

これらのうちで基材表面に単層の反射防止薄膜を形成す
る場合を例にとると、基材表面に設ける反射防止薄膜は
なるべく屈折率の小さい無機質成分（例えば、フッ化マ
グネシウムなど）からなり、かつ反射防止薄膜の光学的
厚さを対象となる光線の波長の１／４に調整することが
望ましいといわれている。

このような光学的薄膜は、その形成プロセスによって適
用する基材については制限をうける。

これまで反射防止薄層生成が最も広く適用されたのは透
明材料のうちでも主としてガラス基材である。この場合
しばしば用いられる該基材表面への無機物薄層コーティ
ング技術は、他の技術に適用するには極めて制限が多い
。

」二記技術に就いて例示すると真空蒸着法、さらには付
着性を向上するためのスパッタリング法、イオンビーム
法などが用いられる。しかしながらこれらの技術では近
年透明材料のうちでもとくに眼鏡レンズ分野で伸長して
きたプラスチック材料、あるいは反射防止層を形成する
ことが有利なプラスチックフィルムやプラスチックシー
トには適用が困難である。特に耐すり偏性を改良するた
めに高硬度被覆材料を有するプラスチック材料に適用す
るにあたっては多くの問題が存在する。

すなわち、プラスチック材料は一般に耐熱性が不充分で
あるため上記のコーティングプロセスに耐えず、場合に
よってはプラスチック材料（基材）が分解、溶融、熱的
変形、光学歪などを生ずることがある。また付着性も一
般に不良である。これは主としてプラスチック材料（基
材）とその表面にコーティングされる無機質との膨張係
数の違いによるもので、加熱時もしくは加湿時の付着性
の低下が著しく極端な場合には無機物層に亀裂、クラッ
クなどを生ずることがある。

さ、らに重大な問題点は、かかる無機物層のコーティン
グのために生ずるプラスチック材料（基材）の耐衝撃性
および可撓性の著しい低下である。これは主として表層
の無機物のクラック発生によるノツチ効果に起因すると
考えられる。

すなわちこのことは、ガラス材料に対するプラスチック
材料の優位性が損われることを示すものであり、重要な
問題である。

また、従来、高屈折率を有する矯正レンズ等において、
干渉縞による外観不良を有するといった問題点があった
。

特開昭５４−８７７３５号公報、特開昭５４−８７７３
６号公報、特開昭５３−１３０７３２号公報では、シリ
カコロイドからなる被覆層を形成する技術が開示されて
いるが、屈折率に関しては、記載されていなかった。さ
らに、米国特許第２゜６０１．１２３号明細書において
も、無機粒子のみを被覆する技術が記載されているが、
屈折率に関しての記載はないといった状態であった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らはこれらの問題点を解決して、高い屈折率と
高い表面硬度、および導電性を有する透明被覆層を有す
る成形体を開発すべく鋭意検討した結果本発明に到達し
た。

すなわち本発明は、干渉縞による外観不良を有するとい
った問題点のない、高い屈折率を有する、導電性透明被
覆層を有する成形体を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は次の構成からなる。

「透明被覆層を有する成形体において、透明な層は平均
粒子径が１〜３００ｍμのＳｎの酸化物からなる微粒子
状無機物を５〜８０重量％含有することを特徴とする透
明被覆層を有する成形体。」本発明に用いられる微粒子
状無機物とは、平均粒子径が約１〜３００ｍμ、好まし
くは約５〜２００ｍμのものである。

粒子径のあまり小さいものは作成が困難であり、コスト
が高くて実用的でなく、またあまり大きなものは一般に
透明感が低下するので上記範囲内のものが主として用い
られる。

これらの微粒子状無機物として、本発明においては、酸
化スズの微粒子状物が用いられる。透明性、導電性およ
び表面硬度に優れ、さらに高い屈折率を与えるという点
で特に好ましい。すなわち屈折率が高いと、高い屈折率
を有する矯正レンズ等においてはコーティング被覆層に
干渉縞による外観不良を発生させないからである。

また、これらの微粒子状無機物は単独のみならず、・他
の金属酸化物との併用も可能である。さらにはケイ素、
アンチモン、インジウムなどを含む混合酸化物であって
もよい。

微粒子状無機物は透明基材の少なくともその表層部に含
有せしめられていることが必要である。

基材の表層に硬度を与えて、耐摩耗性、耐すり偏性を向
」ニすることが前提となるからである。

表層部に無機物を含有せしめる手段としては、基材とな
る透明材料中にその成型工程で無機物を均一に分散させ
たり、表層部分だけに分散させる方法などがある。さら
に他の手段としては、透明な被覆材料中に無機物を分散
させ、これを透明材料表面に塗布するという方法がある
。

上記の微粒子状無機物の分散に関しては公知の各種方法
、例えば （ａ）微粒子状無機物と他の基材（透明材料）とを加熱
または室温下で溶剤その他の成分の存在あるいは非存在
下で混ねりする方法。

（ｂ）揮発性分散媒中で分散体（微粒子状無機物）と基
質になる物質（以下ビヒクル成分という）とを混合した
後、前記揮発性分散媒を蒸発させる方法。

（Ｃ）微粒子状無機物をモノマー成分に分散させた後重
合する方法などが用いられる。

上記のうちで被覆材料に関して本発明を適用する場合は
、（ｂ）項の方法が好ましい。この場合揮発性分散媒の
蒸発によって生成する塗膜が硬化することもある。

揮発性分散媒として用いられるものは、例えば水、炭化
水素、塩素化炭化水素、エステル類、ケトン類、アルコ
ール類、有機カルボン酸類などを挙げることができる。

またこれらは単独のみならず２種以上の混合物として用
いることも可能である。

本発明の微粒子状無機物が透明材料に含有される量は、
少なくとも、好ましくは１μｍ以下の表層部分に、５〜
８０重量％、好ましくは１０〜７０重里％である。５重
量％未満では添加の効果が小さく、また８０重量％を越
える量ではクラックの発生、透明性の低下などの欠陥を
生ずる。

無機物を透明材料中に分散させる方法として、上述のよ
うに直接基材（透明材料）中に分散させる方法、または
被覆材中に分散させこれを透明材料に塗布する方法（以
下コーティング法という）のいずれによるかは特に重要
ではないが、コーティング法によった場合は次の利点を
有する。

すなわわち該基材に該当する微粒子状無機物を容易に分
散することができない場合、もしくは分散できても該基
材の性状に著しい変化を生ずる場合には、コーティング
法が該基材の性状に大きな変化を生ずることがない。

前記の微粒子状無機物の分散にあたり、その分散前の形
態としては、微細粉末状のものを使用することも出来る
が、本発明の目的を達成するためには液状の分散媒中に
コロイド状に分散されているものがとくに有効である。

本発明の微粒子状無機物を分散させている基質すなわち
ビヒクル成分は、とくに制限はないが、得られた微粒子
状無機物を含有する透明被覆層の表面を更に活性化ガス
で処理することによって、反射防止薄膜を設けることを
考慮すると、活性化ガス処理によって部分的もしくはそ
の全部が揮散、消滅することにより、前記無機物の微細
空孔含有表面を形成するものであることが好ましい。通
常は有機化合物および／または有機ケイ素化合物など有
機基を有する各種の元素を含有する化合物を使用するこ
とができ、とくにこれらの高分子化合物が有用である。

これらの例としてはエポキシ樹脂、アクリル酸エステル
および／またはメタクリル酸エステルの共重合体（この
中には他のビニルモノマとの共重合体も含む）、ポリア
ミド、ポリエステル（いわゆるアルキド樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂を含む）、各種アミノ樹脂（メラミン樹
脂、尿素樹脂などを含む）、ウレタン樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、スチ
レン樹脂、透明塩化ビニル樹脂、ケイ素系樹脂、繊維素
系樹脂および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−３９）を挙げることができる。

さらにこれらの樹脂は併用も可能であり、また適当な硬
化剤を併用することにより得られるこれらの硬化物も使
用することができる。

上記ビヒクル成分には、さらに可塑剤、各種硬化剤、硬
化触媒などの他、表面調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止
剤などの各種添加剤を含ませることができる。

本発明の透明被覆層を有する成形体は、下式によって求
められる曇価（パーセント）が８０パーセント以下のも
のであることが好ましい。

曇価（％）＝（拡散光線透過率／全光線透過率）×１０
０ とくにプラスチック物品の表面硬度向上のための被覆剤
として用いられるケイ素系高分子化合物ないしはこれを
含む高分子化合物との併存は、表面硬度の向上を与える
ものとして効果的に使用することができる。

また本発明の透明被覆層を有する成形体は、無色のもの
でも染顔料等で着色されたものであってもよい。

ケイ素系高分子被覆層を与える方法は種々提案されてい
るが、下記の一般式を有する化合物群および／またはこ
れらの加水分解物からなる群から選ばれた化合物を硬化
させて得られたものを用いる方法が特に有効である。

すなわち、−最大 ％式％（） からなる化合物であって、ここでＲ１、Ｒ２はＣ，％Ｃ
，ｏのアルキル、アリール、ハロゲン化アルキル、ハロ
ゲン化アリール、アルケニル、またはエポキシ基、（メ
タ）アクリルオキシ基、メルカプト基、アミノ基、もし
くはシアノ基を有する有機基で　５ｉ−Ｃ結合によりケ
イ素と結合されているものであり　Ｒ３はＣ１−〜Ｃ６
のアルキル基、アルコキシアルキル基またはアシル基で
あり、ａおよびｂは０．１、または２であり、ａ＋ｂが
１または２である。

これらの化合物の例としては、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシエ
トキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルト
リプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチ
ルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビ
ニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、
ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシエト
キシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルト
リエトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、γ
−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロ
ピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリプロ
ポキシシラン、３．　３゜３−トリフロロプロピルトリ
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−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−（β−グリシドキシエトキシ）プロピルトリッ
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、β−（３゜４−エポキシ
シクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、γ−メタ
クリルオキシ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、γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、
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、β−シアノエチルトリエトキシシランな
どトリアルコキシまたはトリアジルオキシシラン類およ
び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、ジメチルジェトキシシラン、フェニルメチル
ジェトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジ
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、γ−グリシドキシプロピルフエニルジメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルフエニルジエト
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−クロロプロピルメチルジェトキシシラン、ジメ
チルジアセトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピ
ルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロ
ピルメチルジェトキシシラン、γ−メルカプトプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチ
ルジェトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメト
キシシラン、γ−アミノプロピルメチルジェトキシシラ
ン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジェ
トキシシランなどジアルコキシシランまたはジアシルオ
キシシラン類がその例である。

これらの有機ケイ素化合物は単独または２種以上組合せ
ることも可能である。

さらに単独では用いられないが上記のシラン化合物と併
用できるものとして各種のテトラアルコキシシラン類も
しくはその加水分解物がある。

テトラアルコキシシラン類の例としてはメチルシリケー
ト、エチルシリケート、ｎ−プロピルシリケート、イソ
プロピルシリケート、ｎ−ブチルシリケート、５ｅｃ−
ブチルシリケートおよびｔブチルシリケートなどがある
。

またこれらの有機ケイ素化合物は触媒が存在しなくても
硬化が可能であるが、さらに硬化を促進するために各種
の硬化触媒を用いることが可能である。たとえばルイス
酸、ルイス塩基を含む各種酸もしくは塩基、たとえは有
機カルボン酸、クロム酸、次亜塩素酸、ホウ酸、臭素酸
、亜セレン酸、チオ硫酸、オルトケイ酸、チオシアン酸
、亜硝酸、アルミン酸、炭酸の金属塩とくにアルカリ金
属塩またはアンモニウム塩、さらにアルミニウム、ジル
コニウム、チタニウムのアルコキシドまたはこれらの錯
化合物などが使用できる。当然のことながらこれうと他
の有機物質との併用が可能であり、これらの中にはエポ
キシ樹脂、アクリル系共重合体とくに水酸基を有するも
の、例えは、ポリビニルアルコールなどが有用である。

さらにコーテイング材として用いる場合にはコーティン
グ作業を容易にするためのまたは保存安定性を良好に保
つための溶剤類および各種添加剤の使用が可能である。

基材としては何でも良いのであるが、透明性の観点から
は、ガラス、透明プラスチック材料がとくに有効な結果
を与える。上記のプラスチック材料としては、ポリメチ
ルメタクリレートおよびその共重合体、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（ＣＲ−３９）、ポリエステルとくにポリエチレンテ
゛レフタレート、および不飽和ポリエステル、エポキシ
樹脂、ポリエーテルスルホンなどが好ましい。塗布方法
、乾燥および／または硬化方法は通常コーティング分野
で行なわれているものを適宜選択して行なう。

本発明においては、上記のようにして得られた微粒子状
無機物を含有する透明被覆層の表面を、前述したように
更に活性化ガスによって処理し、反射防止薄層を設けて
もよい。さらには微粒子状無機物を含有する透明被覆層
の上に無機物からなる単層または多層の反射防止膜を真
空蒸着やスパッタリング方法で設けてもよい。

［実施例］ 実施例１ （１）　　シラン加水分解物の調製 γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン２３．６
ｇを１０℃に冷却し、攪拌しながら０゜０１規定塩酸水
溶液５．４ｇを徐々に滴下し、滴下終了後、室温にてさ
らに１時間攪拌をつづけてシラン加水分解物を得た。

（２）　　コーティング剤の調製 前記シラン加水分解物に、エチルアルコール１８．７ｇ
、フェネチルアルコール１００．３ｇ。

シリコーン系界面活性剤０．０８ｇを添加混合し、アル
ミニウムアセチルアセトネート０．５ｇを添加し、充分
に攪拌した後、さらに金属酸化物微粒子として平均粒子
径が１００ｍμの酸化インジウム／酸化スズ系混合無機
酸化物を３９．５ｇを添加し、ペイントコンディショナ
ーで充分に分散させた。該組成物中にさらに平均粒子径
が５５ｍμのコロイド状五酸化アンチモンの５０重量％
水分散液３３．４をさらに添加し、再度ペイントコンデ
ィショナーで分散混合して、コーティング剤とした。

（３）　　コーティング剤の塗布、キュア前項のコーテ
ィング剤を厚み３．０ｍｍの平板状無機ガラス基板に＃
１−６のバーコーターを使用して塗布した。塗布後、５
分間室内にてセツティングを行い、その後、８０℃、１
２分間、さらに１３０℃で２時間、加熱キュアさせた。

（４）評価方法 （イ）　塗膜厚み ＪＩＳ　　ＢＯ６５１に従って行った。

（ロ）　比抵抗値 ４探針法による表面抵抗値（シート抵抗値）を求め、塗
膜厚みを乗することによって比抵抗値とした。

（ハ）　ヘイズ 直読ヘーズコンピューター（スガ試験機（株）製）を使
用して測定した。

（ニ）　表面硬度 ＪＩＳ　　Ｋ５４００にて鉛筆硬度を測定して表面硬度
とした。

（５）評価結果 塗膜厚みは６．５μｍ１比抵抗値が２２８Ω／口、ヘイ
ズは、５．３％をそれぞれ示した。また、鉛筆硬度は９
Ｈであり、表面硬度に優れるものであった。

［発明の効果］ 本発明の透明被覆層を有する成形体は硬度が高く透明性
が良好なうえ、コーティング層の干渉縞の欠点がな（、
極めて高品位な成形物とすることができる。そして反射
防止効果の付与特性に優れ、レンズ等に適用すると、目
の疲れがなく、着用感に優れたものとすることができる
。さらには、導電性を有するため、帯電防止性に優れ、
はこりやゴミが付着しないなどといった特徴をも有する
ものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明被覆層を有する成形体において、透明な層は
   平均粒子径が１〜３００ｍμのＳｎの酸化物からなる微
   粒子状無機物を５〜８０重量％含有することを特徴とす
   る透明被覆層を有する成形体。
2. （２）成形体の透明度が下記式によって求められる曇価
   で８０％以下であることを特徴とする請求項（１）記載
   の透明被覆層を有する成形体。 曇価（％）＝（拡散光線透過率／全光線透過率）×１０
   ０
3. （３）透明な層が、有機ケイ素重合体を含むことを特徴
   とする請求項（１）記載の透明被覆層を有する成形体。
4. （４）透明な層が、架橋構造を有する有機高分子化合物
   を含むことを特徴とする請求項（１）記載の透明被覆層
   を有する成形体。
5. （５）成形体の基材が、透明ガラスまたは透明プラスチ
   ックであることを特徴とする請求項（１）記載の透明被
   覆層を有する成形体。