JPH02261832A - プラスチック用コーティング組成物 - 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、プラスチック用コーティング組成物に関し、
特に高屈折率プラスチックレンズに塗布、硬化すること
により、優れた耐摩耗性及び透明性を有するコーテイン
グ膜を与えるコーティング組成物に関する。

［従来の技術］ 近年、眼鏡レンズ材料として無機ガラスに代わってプラ
スチックが使用されるようになってきている。プラスチ
ックレンズは従来のガラスレンズに比較して軽量で耐衝
撃性に優れており、また染色が容易である等の点で無機
ガラスにない多くの利点を有している。

しかしながら、プラスチックレンズの主流として使用さ
れているジエチレングリコールビスアリルカーボネート
単独重合体（以下ＣＲ−３９と略す）は屈折率が１．５
０と無機ガラスに比べて低く、特にマイナスレンズにお
いてはコバ厚が太きくなる為、より薄いプラスチックレ
ンズが要望されている。

より薄いプラスチックレンズへの要望に対して種々の提
案がなされている。例えば、特開昭５７−２１２４０１
号公報には、ジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ートとベンジルメタクリレートとジアリルイソフタレー
トとの共重合体よりなる高屈折率プラスチックレンズが
提案されている。また特開昭６０−１９９０１６号公報
には、ポリイソシアネートとポリオールまたはポリチオ
ールとの共重合体からなる高屈折率プラスチックレンズ
が提案されている。しかしながら、これらの高屈折率レ
ンズも他のプラスチックレンズと同様に耐擦傷性が劣る
。プラスチックレンズの耐擦傷性を改善するために、例
えば特開昭６３−１０６４０号公報には、プラスチック
レンズに有機ケイ素化合物とコロイダルシリカとを含む
コーテイング液を塗布、硬化して硬化膜を形成すること
が開示されている。しかし上記特開昭６３−１０６４０
号公報に開示されたコーテイング液を、上記の高屈折率
プラスチックレンズに塗布、硬化して硬化膜を形成した
場合、硬化膜の屈折率がプラスチックレンズの屈折率に
比べて低い為、干渉縞が認められ実用上好ましいもので
はない。この干渉縞の発生がない硬化膜として、例えば
特開昭６０−２２１７０２号公報には、有機ケイ素化合
物と五酸化アンチモンなどの金属酸化物とを用いた硬化
膜が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 特開昭６０−２２１７０２号公報に提案されている、有
機ケイ素化合物と五酸化アンチモンなどの金属酸化物と
を含むコーティング組成物から得られた硬化膜は、耐擦
傷性、プラスチックレンズや、硬化膜上に設けられる反
射防止膜との密着性が不十分であり、この点を解消する
ために、このコーティング組成物に例えば、特開昭６３
−１０６４０号公報で用いられているコロイダルシリカ
を加えることが考えられるが、従来より溶媒として用い
られているエチレンクロルヒドリン、ジメチルホルムア
ミド、メタノール、メチルセロソルブなどを溶媒として
使用した場合、得られる硬化膜に曇りを生じ、膜の透明
性が不充分であるといった問題点が生ずる。

本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので
あり、その目的は、耐擦傷性に優れ、プラスチックレン
ズや反射防止膜などとの密着性が良好で、しかも曇りの
ない透明な硬化膜を高屈折率プラスチックレンズ上に形
成することができるコーティング組成物を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上述の目的を達成するために鋭意研究した結
果、 （Ａ）一般式　Ｒ’　　（Ｒ３）　　Ｓ　ｉ　（ＯＲ’
　）３−ａ（ここでＲ１はエポキシ基を含む、炭素数４
〜１４の有機基、Ｒｔは炭素数１〜４のアルキル基また
は炭素数１〜４のアシル基、Ｒ３は炭素数１〜６のアル
キル基、ａは０又は１〜２の整数を表す）で表わされる
有機ケイ素化合物またはその加水分解物と、 （Ｂ）　　有機溶媒にコロイド状に分散した粒子径１〜
１１００ｎの五酸化アンチモンゾルと、（Ｃ）　　粒子
径が１〜１１００ｎのコロイダルシリカと、 （Ｄ）　　ジアセトンアルコール、アセト酢酸メチル、
アセト酢酸エチル、アセト酢酸プロピル及びアセト酢酸
ブチルから選ばれる１種以上の有機溶媒と、 を含むことを特徴とするコーティング組成物が上記目的
を達成することをを見い出し、本発明を完成した。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で（Ａ）成分として用いられる一般式Ｒ’　　（
Ｒ３）　　Ｓ　Ｌ　　（ＯＲ２）３−ａで表される有機
ケイ素化合物又はその加水分解物としてはγ−グリシド
キシプロビルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロビルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロビル
ジメトキシエトキシシラン、γ−グリシドキシプロビル
トリアセトキシシラン、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−グリシトギ
シプ口ピルメチルジメトキシシラン、γ−グリンドキシ
プロビルジメチルモノメトキシシラン等及びこれらの加
水分解物が挙げられる。

加水分解は水又は酸性溶液中で行われる。用いられる酸
として塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸又は酢酸、ギ酸、
プロピオン酸などの有機酸が挙げられる。

また本発明で（Ｂ）成分として用いられる五酸化アンチ
モンゾルは硬化膜の屈折率を高めるために使用され粒径
が１〜１１００ｎの五酸化アンチモン微粒子を有機溶媒
に分散させたコロイド溶液である。

五酸化アンチモンゾルには水分散のものと有機溶媒分散
のものがあるが、水分散の五酸化アンチモンゾルを使用
した場合にはコーテイング液の安定性が悪く、また硬化
膜の透明性にも問題があり実用上好ましくない。またプ
ラスチックレンズ用コーティング組成物は塗布時に通常
有機溶媒で希釈して用いることが多く、このような場合
水分散のものではコロイドの安定性が悪くなる。従って
本発明で使用される五酸化アンチモンゾルは有機溶媒に
分散したものに限定される。分散媒である有機溶媒とし
ては、メタノール、エタノール、インプロパツール等の
低級アルコール類やメチルセロソルブ、エチルセロソル
ブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類等が挙げられる
。

五酸化アンチモンの粒径は１〜１１００ｎに限定される
。その理由は、ｌｎｍ未満の粒径では液の安定性が悪く
なり、また１１００ｎを超える粒径では硬化膜の透明性
に問題があり好ましくないからである。

五酸化アンチモンゾルの使用量は、五酸化アンチモンの
固形分量／有機ケイ素化合物またはその加水分解物の使
用量の比率が１７１０〜５／１となる量が好ましい。比
率が１／１０未満では硬化膜の屈折率が低くなりプラス
チック基材への応用範囲が著しく限定される。また５／
１以上では硬化膜とプラスチック基材との密着性及び硬
化膜と必要に応じて設けられる無機系反射防止膜との密
着性に影響が出てくる。

また本発明で（Ｃ）成分として用いられるコロイダルシ
リカは、粒径が１〜１１００ｎのシリカ微粒子を有機溶
媒に分散させたコロイド溶液であり、硬化膜の耐擦傷性
を向上させるために用いる。粒径を１〜１００ｒ＋ｍに
限定した理由は、粒径がｌｎｍ未満では液の安定性が悪
くなり、また粒径が１１００ｎを超えると硬化膜の透明
性に問題が生じるからである。

コロイダルシリカの使用量は、コロイダルシリカの固形
分量／有機ケイ素化合物またはその加水分解物の使用量
の比率が１７１０〜５／１となる量が好ましい。比率が
１／１０未満では硬化膜の耐擦傷性が低下し、また比率
が５／１を超えると硬化膜にクラックが発生することが
ある。

本発明のコーティング組成物において溶媒として使用さ
れる（Ｄ）成分は、ジアセトンアルコール、アセト酢酸
メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸プロピル及びア
セト酢酸ブチルから選択され、これらは単独あるいは２
種以上混合して用いられる。これらの溶媒は、前記（Ａ
）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を含む液の安定性及
び得られる硬化膜の透明性を得るために必要不可欠な成
分である。（Ｄ）成分は（Ｄ）成分以外の溶媒と組み合
せて使用することができる。（Ｄ）成分と組み合わせて
使用される溶媒としては、低級アルコール類、セロソル
ブ類、エーテル類、ケトン類などが挙げられる。

（Ｄ）成分を必須成分とする理由は、（Ａ）成分と（Ｂ
）成分を含むコーテイング液あるいは（Ａ）成分と（Ｃ
）成分を含むコーテイング液は、使用される溶媒を（Ｄ
）成分に限定することなく透明な硬化膜を得ることがで
きるが、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分を含むコ
ーテイング液は、（Ｄ）成分を加えないと、得られる硬
化膜に曇りが生じ、また膜の透明性が不充分といった問
題が生じるからである。また（Ｄ）成分を用いないと、
コーテイング液のポットライフが短かく、コーテイング
液調製１ケ月後に硬化膜を形成したとき、硬化膜とプラ
スチック基材の密着性、耐擦傷性が悪くなるからである
。

（Ｄ）成分の割合は、全溶媒僅の５重量％以上であるの
が好ましく、特に、好ましくは１０重量％以上である。

本発明のコーティング組成物において、反応を促進し、
低温で硬化させるために硬化剤を用いることもできる。

その硬化剤としては、たとえばルイス酸やルイス塩基を
含む各種酸や塩基、例えば有機カルボン酸、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
酸などの金属塩、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
が挙げられる。

本発明のコーティング組成物は塗布時における流れ性を
向上させ、硬化膜の平滑性を向上させる目的で各種界面
活性剤を添加することができる。

また紫外線吸収剤、酸化防止剤等も硬化膜の物性に影響
を与えない限り使用可能である。塗布手段としてはディ
ッピング法、スピン法、スプレー法等通常行なわれる方
法が適用できるが、面精度等の面から特にディッピング
法、スピン法が好ましい。

本発明のコーティング組成物が塗布されるプラスチック
レンズとしては、ジエチレングリコールビスアリルカー
ボネートと１種以上の他のコモノマーとの共重合体、ポ
リウレタン、ポリカーボネート、ポリスチレンなどの高
屈折率プラスチックレンズが挙げられる。

また、これらの高屈折率プラスチックレンズ上に塗布す
る場合には、硬化膜とプラスチックレンズ基材との屈折
率差に注意する必要がある。特に大きく差があると、干
渉縞が発生し好ましくない。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、
本実施例および比較例で得られた、硬化膜を有するプラ
スチックレンズは、以下に示す測定法により諸物性を測
定した。

（１）耐擦傷性試験 スチールウール＃００００でレンズ表面を擦って傷のつ
きにくさを目視で判断した。判断基準は次のようにした
。

Ａ・・・強く擦ってもほとんど傷がつかないＢ・・・強
く擦るとかなり傷が付く Ｃ・・・レンズ基材と同等の傷が付く （２）干渉縞の有無 蛍光灯下で目視で判断した。判断基準は次の通りである
。

Ａ・・・干渉縞がほとんど見えない Ｂ・・・少し見える Ｃ・・・かなり見える （３）密着性 １ｍｍ間隔で１００目クロスカツトし、粘着テープ（商
品名セロテープ、ニチバン株製）を強く貼りつけて急速
に剥がし、反射防止膜及び硬化膜の剥離の有無を調べた
。

（４）透明性 蛍光灯下で目視で膜の透明性を調べた。

（５）耐衝撃性 中心厚さ２ｍｍのレンズの中心に１２７ｃｍの高さから
１６ｇの鋼球を落下させ破損の有無を調べた。

［実施例１］ （コーテイング液の調製） （Ａ）成分であるγ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン３５重量部に０．０６規定塩酸水溶液１２重量
部を撹拌しながら滴下した。滴下終了後、２４時間撹拌
を行ない加水分解物を得た。

ついで（Ｂ）成分である五酸化アンチモンゾル（メタノ
ール分散状ゾル、平均粒径１０ｎｍ、固形分３０％）を
１００重量部、（Ｃ）成分であるコロイダルシリカ（イ
ソプロピルアルコール分散状ゾル、平均粒子径１５ｎｍ
、固形分３０％）を５０重量部、（Ｄ）成分であるジア
セトンアルコールを１００重量部添加し撹拌しながら更
に１００時間熟成することによりコーテイング液を得た
。

（硬化膜の形成） ジエチレングリコールビスアリルカーボネートとベンジ
ルメタクリレートとジアリルイソフタレートからなる高
屈折率プラスチックレンズ（屈折率ｎｄ１．５６）を５
０℃の１０％ＮａＯＨ水溶液に５分間浸漬して十分に洗
浄を行なった後、上記の方法で調製されたコーテイング
液を用いて、ディッピング法（引き上げ速度１２ｃｍ／
分）でコーティングを行ない１２０℃で１時間加熱し硬
化膜を形成した。

上記方法で得られた硬化膜を有する高屈折率プラスチッ
クレンズの評価結果は、表−１に示すように、耐擦傷性
、密着性、耐衝撃性が良好で、干渉縞がほとんど見えな
い透明性にすぐれたレンズであった。また上記コーテイ
ング液を１０℃で保存し３０日後に使用し、同一方法で
硬化膜を形成した。この硬化膜を有する高屈折率プラス
チックレンズを前記と同一の方法で物性評価した。その
結果、表−１に示すように、調製後１日目のコーテイン
グ液についての物性結果と変らないものであった。よっ
て本実施例のコーティング組成物は前記のすぐれた効果
に加えて１ケ月以上のポットライフを有し、長期安定性
に優れていた。さらに上記硬化膜付きレンズに真空蒸着
法により膜厚３／２λの５ｉ０２膜、膜厚λ／１６のＺ
ｒＯ２膜、膜厚λ／１０の５ＬＣ）２膜、膜厚λ／２の
Ｚｒｏ２膜および膜厚λ／４の５ｉ０２膜を順次設けて
なる反射防止膜を施し、前記と同一の方法で物性評価を
行ない、その結果耐擦傷性、密着性、耐衝撃性が良好で
干渉縞がほとんど見えないレンズであった。

［実施例２−４コ （Ｄ）成分として、表−１に示す溶媒をそれぞれ所定の
重量部用いる以外は実施例１と同様にして、硬化膜を有
する高屈折率プラスチックレンズを得た。得られたプラ
スチックレンズは表１に示すように、実施例１と同様に
すぐれた物性を有するものであった。

［比較例１］ （Ｄ）成分を用いない代りにエチレンクロルヒドリン１
００重量部を用いた以外は実施例１と同様にして、硬化
膜を有する高屈折率プラスチックレンズを得たが、得ら
れた高屈折率プラスチックレンズの硬化膜は曇りを有す
るものであった。

また３０日口のコーテイング液を用いて得られたコーテ
イング膜は耐擦傷性、密着性に劣っていた。

［比較例２〜５］ （Ｄ）成分を用いない代りに表−１に示す溶剤をそれぞ
れ所定の重量部を用いた以外は実施例１と同様にして、
硬化膜を有する高屈折率プラスチックレンズを得たが、
得られた高屈折率プラスチックレンズの硬化膜は曇りを
有するものであった。

また３０日口のコーテイング液を用いて得られたコーテ
イング膜は耐擦傷性、密着性に劣っていた。

（以下、余白） ［本発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、耐擦傷性に優れ、
プラスチックレンズや反射防止膜などとの密着性が良好
で、しかも曇りのない透明な硬化膜を高屈折率プラスチ
ックレンズ上に形成することができるコーティング組成
物が提供された。本発明のコーティング組成物は、ポッ
トライフが長く貯蔵安定性にも優れている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）一般式Ｒ＾１（Ｒ＾３）＿ａＳｉ（ＯＲ＾２）＿
   ３＿−＿ａ（ここでＲ＾１はエポキシ基を含む、炭素数
   ４〜１４の有機基、Ｒ＾２は炭素数１〜４のアルキル基
   または炭素数１〜４のアシル基、Ｒ＾３は炭素数１〜６
   のアルキル基、ａは０又は１〜２の整数を表す）で表わ
   される有機ケイ素化合物またはその加水分解物と、 （Ｂ）有機溶媒にコロイド状に分散した粒子径１〜１０
   ０ｎｍの五酸化アンチモンゾルと、 （Ｃ）粒子径が１〜１００ｎｍのコロイダルシリカと、 （Ｄ）ジアセトンアルコール、アセト酢酸メチル、アセ
   ト酢酸エチル、アセト酢酸プロピル及びアセト酢酸ブチ
   ルから選ばれる１種以上の有機溶媒と、 を含むことを特徴とするプラスチック用コーティング組
   成物。