JPS6327565A - コ−テイング組成物 - 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】 ａ、技術分野　　　− 本発明は、プラスチック製品（特にメガネレンズ）の耐
擦傷性、耐湿性、密着性、染色性等を改善し、さらに長
寿命のコーティング組成物に関するものである。

ｂ、従来技術及びその問題点 プラスチック製品、特にプラスチック眼鏡レンズは、軽
量、易加工性、易染色性、耐衝撃性等の長所を、ガラス
レンズに比して有している反面、傷がつき易いという最
大の欠点を有している。

プラスチックレンズの最大の欠点である耐擦傷性を向上
させる方法は数多く研究されており、大別すると２つの
方法に分けられる。その１つは、プラスチックレンズ上
に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンブレーティン
グ法等により、無機材料のハードコート膜を施す方法で
ある。他の１つは、アクリル系、メラミン系、シリコン
系の有機のハードコート膜を、ディップコート法、スプ
レーコート法等施す方法である。

無機のハードコート膜は、十分な耐擦傷性を持たせるだ
けの膜厚を施すと、耐衝撃性が著しく低下するという欠
点を有している。一方、有機ハードコート膜は、耐擦傷
性を持たせるだけの厚みの膜厚に（約１０μ）厚くして
も耐衝撃性は低下しない。しかし、現在のハードコート
層に染色性を兼ね備えさせると、耐擦傷性が低下する傾
向にある。

そこで有機ハードコート層上に無機の反射防止コート層
を施したものが市販されている。しかしながら無機層を
コートするに適するコート膜は、ハードコート膜が雅染
色性である方が密着性が良いものであった。従って、無
機の反射防止膜と密着性がよく、シかも易染色性の有機
系ハードコート膜の開発が待たれている。また有機ハー
ドコートをティップコートする際、−枚のレンズ内で膜
厚のムラにより干渉縞が生じるという問題を有している
。

本発明者等は、膜厚干渉縞がなく、易染色性で、しかも
、無機の反射防止膜の密着性がよい有機ハードコート膜
を鋭意研究した結果、新有機ハードコート膜の開発に成
功し、本発明に至った。

Ｃ０目的 本発明の目的は、易染色性で、無機の反射防止膜を施し
ても密着性が良く、かつ耐擦傷性が良く、プラスチック
レンズとの屈折率差がほとんどなく、コート液寿命が長
い有機シリコン系ハードコート膜（コーティング組成物
）を提供することにある。

ｄ０発明の構成 本発明による有機系ハードコート液のコーティング組成
物は、（Ａ）一般式［１］　Ｒ”　５ｉ（ＯＲ２）３（
式中Ｒ１はエポキシ基を有する有機基、Ｒ２はＣ工〜Ｃ
３のアルキル基、アルコキシアルキル基）で表わされる
少なくとも１種のエポキシ基を含有する珪素化合物に弱
酸水溶液が添加された加水分解および／または部分縮合
物を１０〜５０重量部と、（Ｂ）粒径が５乃至１００ミ
リミクロンのコロイダルシリカゾルを５０〜９０重量部
との合計が１００重量部を主成分とし、さらに、（Ｃ）
硬化触媒として全容量の０．０１〜２重量部を含有する
コーティング組成物である。また、前記（Ａ）のエポキ
シ基含有トリアルコキシシランの加水分解物のエポキシ
基含有トリアルコキシシランを加水分解するに必要な弱
酸水溶液の重量分率は１５〜６０％である。また、前記
（Ｃ）の硬化触媒が、美醜、酢酸、プロピオン酸、酪酸
、アクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸の１種又
は２種以上と、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル
等のエステル類の１種又は２種以上との混合物から選ば
れる硬化触媒を含有するコーティング組成物である。

本発明に使用されている（Ａ）成分の一般式［１１で示
される化合物としては、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロビルトリエトキ
シシラン、β−（３，４エポキシサイクロヘキシル）エ
チルトリメトキシシラン等が挙げられる。またＣ１１式
の物質を加水分解して使用するが、加水分解溶液は弱酸
水溶液が好ましく、具体的には、リン酸、塩酸、硫酸、
硝酸、酢酸水等である。

前記（Ｂ）成分としてのコロイダルシリカの分散溶媒と
しては、水、メタノール、イソプロピルアルコール等が
挙げられる。

（Ａ）の加水分解溶液と（Ｂ）の溶液の合計は１００重
量部とする。（Ａ）と（Ｂ）の比率がコート膜の性質に
影響を与える。即ち（Ａ）が５０重量部以上になると、
レンズ上へのディップコート液のぬれ性が悪くなり、一
方、１０重量部以下になると、ぬれ性は良いが、コート
膜とレンズとの密着性が悪くなりコート膜ハガレ現象を
示す。他方、（Ｂ）成分が９０重量部以上になると、シ
リコン含有料が多くなるため、レンズ素材とコート膜と
の間に屈折率の差が生じ干渉縞が明確になり外観性を損
なう。また（Ｂ）成分が５０重量部以下になると、コー
ト膜にクラックが入ってしまう。

更に本発明において使用されるエポキシ基含有トリアル
コキシシランを加水分解するに必要な弱酸性水溶液の重
量分率は１５〜６０％が最適である。

弱酸性水溶液の重量分率が１５％以下になると、加水分
解不足によりコート膜にクラックが入る。−方１弱酸性
水溶液の重量分率が６０％以上になると、染色性が低下
するとともにぬれ性が低下する。

加えて本発明におけるコーティング組成物の寿命を左右
するのが（Ｃ）の成分の硬化触媒であり。

モノカルボン酸とエステルの混合が非常に（Ａ）（Ｂ）
主成分溶液には適している。ただし、モノカルボン酸単
体かエステル単体では、寿命を延ばす効果は半減する。

またモノカルボン酸類とエステル類の２種以上が含まれ
ておればよく、比率に制限はない。

尚、本発明におけるコーティング組成物に硬化膜の平滑
性を得るために界面活性剤を使用してもよい。

また本発明における基材としては、主としてジエチレン
グリコールビスアリルカーボネート樹脂（商品名ＣＲ−
３９，ＴＳ−１６，ＭＲ−３）、アクリル樹脂であるが
、各種プラスチックに広く応用することが可能である。

ｅ、実施例 本発明を更に具体的に説明するため、以下に実施例及び
比較例を示す、尚、実施例、比較例において得られた特
性値の試験法は以下に示すとおりである。

（１）密着性 プラスチックレンズに上述の有機シリコン系ハードコー
ト膜を塗布した硬化被膜あるいは、反射防止コート膜と
レンズとの密着性は、　　１ａｉｎ間隔で１００目クロ
スカツトし、セロテープ剥離を３回行ない、１００目中
、塗膜の残った目の数を測定する。

（２）耐擦傷性 スチールウール＃　００００番で１ｋｇ荷重で５０回塗
膜表面を摩耗し、傷の付きにくさを調べた。

Ａ：傷が付かない Ｂ：少し傷が付く Ｃ；かなり傷が付く （３）耐候性 カーギンアークによるサンシャインウェザ−メーターに
２００時間暴露した後の表面状態を調べた。

（４）耐温性 ５０℃、相対湿度９８％に３日間レンズを放置した後、
コート面の状態を調べた。

（５）染色性 ＣＲ−３９のハードコートしたレンズを染色液の９０℃
の染浴に５分間浸漬し、５５０部ｍの減光率が２０％以
上になった場合をＯＫとする。

（６）耐薬品性 水、アルコール、洗剤入り水溶液に２４時間コートレン
ズを浸漬後、コート面の面状態を調べた。

（７）無機コート性 有機シリコン系ハードコート膜を塗布した後、真空蒸着
機に入れてＺｒＯ２，ＳｉＯ２，Ａ１□○。

等の無機物質を蒸着させた後、コート膜の面状態を調べ
た。

表中の各記号はそれぞれ次の状態を示す。

○；良好または異状なし Ｘ；コート膜が剥離したかコート膜にクラックが入った
状態 Δ；目視で少々の欠陥がある程度 ・無機コート性とは、有機シリコン系ハードコートの処
理をして硬化させた後、真空蒸着法により無機薬品をコ
ートする。基板上にＡ１□○、をλ。／４、ＺｒＯ，を
λ。／２、Ｓｉｎ、をλ。／４を順にコートし反射防止
膜を得る。λ。は５５０ｎｏ＋である。

・コート液寿命とは、コート膜を塗布した後、性能テス
トでセロハンテープテストで密着力が０７１００のとき
を液寿命とした。

（実施例１〕 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン７２部に
、０．Ｏ１規定の塩酸水溶液４８部を除々に混合し、加
水分解を行なった後、１昼夜（２４時間）常温で熟成し
た。この液を（Ａ）調整液とする。

メタノールコロイダルシリカゾル（８産化学（株）製　
Ｓｉ○２含有量３０％以上）１８０部に、萌述の（Ａ）
調整液を１２０部混合口、さらに硬化触媒として酢酸３
部、酢酸ブチル２部、酢酸エチル１部からなる混合溶液
６部；ノルマルプロピルアルコール２００部；フローコ
ントロール剤（デュポン社製　ＦＳＮ）１部を混合し、
塗料溶液とした。

この液に、あらかじめ洗浄したＣＲ−３９にディップ方
式により上記コート液を塗布した。引上げ速度は１２日
ｍ／ｍｉｎで行なった。

このレンズを１３０℃で１時間加熱硬化させた。

得られたレンズの性能評価結果を表−１に示した。

又、この塗料溶液の液寿命は５０日であった。

〔実施例２〕 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン７２部に
、０．０１規定の塩酸水溶液１８部を除々に混合し、加
水分解を行なった後、２４時間室温で熟成した。この液
を（Ａ）調整液とした。

イソプロパツール分散コロイダルシリカゾル（触媒化成
工業（株）製　０３ＣＡＬ−１４３２）２１０部に、前
述の（Ａ）調整液を９０部混合し、さらにフローコント
ロール剤１部；イソプロピルアルコール２００部；硬化
触媒としてプロピオン酸１部、酢酸プロピル２部、酢酸
ブチル１部の計４部を混合し、塗料溶液とした。

この液に実施例１と同様な条件でレンズをコートし、１
２０℃で２時間硬化させた。得られたレンズの性能評価
を表−１に示した。又、この塗料溶液の液寿命は６０日
であった。

〔実施例３〕 β−（３，４エポキシサイクロヘキシル）エチルトリメ
トキシシラン７５部に、０．０１規定の酢酸水溶液７５
部を除々に混合し、加水分解を行なった後、２４時間室
温で熟成した。この溶液を（Ａ）調整液とした。

メタノール分散コロイダルシリカ（触媒化成工業（株）
製　○５ＣＡＬ−１１３２）１５０部に、前述の（Ａ）
調整液を１５０部混合口、さらにフローコントロール剤
１部：エタノール２００部：硬化触媒としてアクリル酸
１部、酢酸プロピル２部。

酢酸ブチル２部の計５部を混合し、塗料溶液とした。

この溶液に実施例１と同様な条件下でＣＲ−３９レンズ
をデツプコートし、１１０℃で３時間硬化させた。得ら
れたレンズの性能評価を表−１に示した。この塗料溶液
の液寿命は４０日であった。

〔実施例４〕 β−（３，４エポキシサイクロヘキシル）エチルトリメ
トキシシラン４０部Ｓ部に、０．０１規定の硫酸２４．
５部を除々に混合し、加水分解を行なった後、２４時間
室温で熟成した。この溶液を（Ａ）調整液とした。

水分散コロイダルシリカ（８産化学（株）類スノーテッ
クス３０）３１５部に、前述の（Ａ）調整液３５部を混
合し、さらにフローコントロール剤＼１部；ノルマルブ
チルアルコール１５０部；硬化触媒としてクロトン酸２
部、酢酸１部、酢酸プロピル２部の計５部を混合し、塗
料溶液とした。

この溶液に実施例１と同様な条件下でＣＲ−３９の染色
レンズをディップコートし、１２０℃で３時間硬化させ
た。得られたレンズの性能評価を表−１に示した。この
塗料溶液の液寿命は４５日であった。

〔実施例５〕 γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン７０部に
、０．０１規定の硝酸水溶液３０部を除々に混合し、加
水分解を行なった後、１昼夜（２４時間）常温で熟成し
た。この液を（Ａ）調整液とした。

イソプロピルアルコール分散コロイダルシリカ３００部
に、前述の（Ａ）調整液１００部を混合し、さらにノル
マルプロピルアルコール１００部；実施例２と同様な硬
化触媒４部；フローコントロール剤１部を混合し、塗料
溶液とした。

この液に実施例１と同様な条件でレンズをコートし、１
２０℃で３時間硬化させた。得られたレンズの性能評価
を表−１に示した。この塗料溶液の液寿命は５５日であ
った。

〔実施例６〕 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン４０部と
β−（３，４エポキシサイクロヘキシル）エチルトリメ
トキシシラン４０部に、０．０１規定の塩酸４２．５部
を除々に混合し、加水分解した後、２４時間常温で熟成
した。この液を（Ａ）調整液とした。

メタノール分散コロイダルシリカ（触媒化成工業（株）
製　０３ＣＡＬ−１１３２）１５７．５部に。

前述の（Ａ）調整液１２２．５部；イソプロピルアルコ
ール１５０部；実施例１と同様な硬化触媒６部；フロー
コントロール剤１部を混合し、塗料溶液とした。

この液に、実施例１と同様な条件でレンズをコー）−Ｌ
、１３０℃で１時間硬化させた６得られたレンズの性能
評価を表−１に示した。この塗料の液寿命は４５日であ
った。

〔比較例１〕 γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン９０部に
、０．０１規定の塩酸水溶液１０部を除々に混合し、加
水分解を行なった後、２４時間常温で熟成した。この液
を（Ａ）調整液とした。

メタノールシリカゾル（触媒化成工業（株）製○５ＣＡ
Ｌ−１１３２）１８０部に、前述の（Ａ）調整液を１２
０部混合口、硬化触媒、溶媒、及びフローコントロール
剤は実施例１と同様にし、塗料溶液とした。

この液を実施例１と同様な方法でレンズに塗布し、１３
０℃で１時間加熱硬化させた。得られたレンズの性能評
価を表−１に示した。

〔比較例２〕 β−（３，４エポキシサイクロヘキシル）エチルトリメ
トキシシラン１４４部に、０．０１規定の塩酸９６部を
除々に混合し、加水分解を行なった後、２４時間室温で
熟成した。この溶液を（Ａ）調整液とした。

メタノール分散コロイダルシリカ（触媒化成工業（株）
製　０３ＣＡＬ−１１３２）９０部に、前述の（Ａ）調
整液を２１０部混合口、硬化触媒、溶媒及びフローコン
トロール剤は実施例３と同様にし、実施例３と同様な方
法で塗布硬化させた。９′）られたレンズの性能評価を
表−１に示した。外観ではコート膜のぬれ性が悪がった
。

〔比較例３〕 実施例２と同様な組成で（Ａ）調整液を作成した。（Ａ
）調整液を１５部とイソプロパツール分散コロイダルシ
リカ（触媒化成工業（株）製　○５ＣＡＬ　−１４３２
）　２８５部とを混合し、さらに実施例２と同様なフロ
ーコントロール剤、硬化触媒、溶媒を混合し、実施例２
と同様な方法でレンズをコートし硬化させた。得られた
レンズの性能評価を表−１に示した。この塗膜は密着性
が悪く、下地とコート膜との屈折率差が大きいので干渉
縞がレンズ−面に見られた。

〔比較例４〕 硬化触媒を混合しない以外は実施例１と全く同様な組成
で塗料溶液を作成した。また実施例１と同様な条件でコ
ートした結果を表−１に示した。

この塗料溶液の液寿命はたった１０日であった。

表−１ ｆ、効果 以上説明したように、本発明の有機シリコン系コーティ
ング組成物は、コート液寿命が長いのに加え、染色が容
易で、無機の反射防止膜を施しても密着性に優れ、かつ
耐擦傷性がよく、しかもプラスチックレンズとの屈折率
差が殆どない、即ち膜厚ムラによる干渉縞が生じないハ
ードコート膜を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）一般式Ｒ＾１Ｓｉ（ＯＲ＾２）＿３（式中、
   Ｒ＾１はエポキシ基を有する有機基、Ｒ＾２はＣ＿１〜
   Ｃ＿３のアルキル基、アルコキシアルキル基）で表わさ
   れる少なくとも１種のエポキシ基を含有する珪素化合物
   に弱酸水溶液が添加された加水分解物および／または部
   分縮合物を１０〜５０重量部と、 （Ｂ）粒径５乃至１００ミリミクロンのコロイダルシリ
   カゾルを５０〜９０重量部 との合計が１００重量部を主成分とし、さらに、（Ｃ）
   硬化触媒として全容量の０．０１〜２重量部を含有する
   コーティング組成物。 ２　特許請求の範囲第１項において、前記（Ａ）のエポ
   キシ基含有トリアルコキシシランの加水分解物のエポキ
   シ基含有トリアルコキシシランを加水分解するに必要な
   弱酸性水溶液の重量分率は、１５〜６０％であることを
   特徴とするコーティング組成物。 ３　特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記（
   Ｃ）の硬化触媒が、義酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、
   アクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸の１種又は
   ２種以上と、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル等
   のエステル類の１種又は２種以上との混合物から選ばれ
   る硬化触媒であることを特徴とするコーティング組成物
   。