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KR102550289B1 - 하드 코팅층 형성용 조성물, 및 안경 렌즈 - Google Patents

하드 코팅층 형성용 조성물, 및 안경 렌즈 Download PDF

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KR102550289B1
KR102550289B1 KR1020197017325A KR20197017325A KR102550289B1 KR 102550289 B1 KR102550289 B1 KR 102550289B1 KR 1020197017325 A KR1020197017325 A KR 1020197017325A KR 20197017325 A KR20197017325 A KR 20197017325A KR 102550289 B1 KR102550289 B1 KR 102550289B1
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가부시키가이샤 니콘. 에시로루
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Abstract

내찰상성이 우수함과 함께, 배치되는 기재 표면의 면 형상 변화가 작은 하드 코팅층을 형성하는 것이 가능한 하드 코팅층 형성용 조성물을 제공한다. 상기 하드 코팅층 형성용 조성물은, 기재 상에 하드 코팅층을 형성하기 위한 하드 코팅층 형성용 조성물로서, 에폭시기를 복수 갖는 화합물과, 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물과, 광 양이온 중합 개시제와, 열 양이온 중합 개시제를 포함하고, 에폭시기를 복수 갖는 화합물 및 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물의 합계 질량에 대한, 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물의 함유량이, 70질량% 초과이다.

Description

하드 코팅층 형성용 조성물, 및 안경 렌즈
본 발명은 하드 코팅층 형성용 조성물, 및 안경 렌즈에 관한 것이다.
플라스틱 안경 렌즈 기재에 내찰상성을 부여하기 위해서, 플라스틱 안경 렌즈 기재 상에는 하드 코팅층이 배치되는 경우가 있다(예를 들면, 특허문헌 1).
일본 특허공표 2010-515778호 공보
본 개시는, 기재 상에 하드 코팅층을 형성하기 위한 하드 코팅층 형성용 조성물로서, 에폭시기를 복수 갖는 화합물과, 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물과, 광 양이온 중합 개시제와, 열 양이온 중합 개시제를 포함하고, 에폭시기를 복수 갖는 화합물 및 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물의 합계 질량에 대한, 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물의 함유량이, 70질량% 초과인, 하드 코팅층 형성용 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 개시는, 안경 렌즈 기재와, 안경 렌즈 기재 상에 배치되는, 상기 하드 코팅층 형성용 조성물을 이용하여 형성되는 하드 코팅층을 포함하는, 안경 렌즈에도 관한 것이다.
도 1은 안경 렌즈의 일 실시형태의 단면도이다.
특허문헌 1에 기재된 하드 코팅층 형성용 조성물을 이용하여 안경 렌즈 기재 상에 하드 코팅층을 배치해서 안경 렌즈를 제조한 경우, 형성된 하드 코팅층의 응력에 의해, 안경 렌즈 기재 표면의 면 형상이 하드 코팅층 형성 전후로 상이하다는 문제가 있었다. 이와 같은 면 형상의 변화가 크면, 미리 설정한 안경 렌즈 기재의 도수가 하드 코팅층을 형성하는 것에 의해 변화되어 버린다. 특히, 하드 코팅층의 두께가 두꺼운 경우는 상기 문제가 현저했다.
그래서, 내찰상성이 우수함과 함께, 배치되는 기재 표면의 면 형상 변화가 작은 하드 코팅층을 형성하는 것이 가능한 하드 코팅층 형성용 조성물이 요망된다.
이하, 본 실시형태의 하드 코팅층 형성용 조성물에 대하여 상세히 기술한다.
한편, 본 명세서에 있어서, 「∼」이란 그 전후에 기재되는 수치를 하한치 및 상한치로서 포함하는 의미로 사용된다.
하드 코팅층 형성용 조성물에 있어서는, 에폭시기를 복수 갖는 화합물 및 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물이 소정의 비율로 함유되고, 또한 광 양이온 중합 개시제 및 열 양이온 중합 개시제가 병용된다. 후단에서 상세히 기술하는 바와 같이, 이와 같은 조성의 하드 코팅층 형성용 조성물에 대해서, 가열 처리 및 광 조사 처리의 2단계의 경화 처리를 실시하는 것에 의해, 원하는 특성을 나타내는 하드 코팅층이 형성된다. 한편, 하드 코팅층이 배치되는 기재 표면의 면 형상 변화가 작다란, 바꾸어 말하면 하드 코팅층의 응력이 작다고도 말할 수 있다.
또한, 상기 하드 코팅층 형성용 조성물로부터 얻어지는 하드 코팅층은 투명성이 우수하고, 안경 렌즈 기재에 대한 밀착성도 우수하다. 또한, 하드 코팅층 상에 반사 방지막이 배치된 경우라도, 우수한 내찰상성이 유지된다.
하드 코팅층 형성용 조성물은 기재 상에 하드 코팅층을 형성하기 위한 조성물이다.
이하, 하드 코팅층 형성용 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 상세히 기술한다.
<에폭시기를 복수 갖는 화합물>
하드 코팅층 형성용 조성물은 에폭시기를 복수 갖는 화합물(이후, 간단히 「다작용 에폭시 화합물」이라고도 칭함)을 포함한다. 다작용 에폭시 화합물 중의 에폭시기는 양이온에 의해 개환되기 쉽기 때문에, 후술하는 경화 처리 시에 중합 초기의 반응 촉진에 기여한다.
에폭시기란, 이하의 식(1)로 표시되는 기이다. R1은 수소 원자 또는 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기 및 프로필기 등)를 나타낸다. *는 결합 위치를 나타낸다.
Figure 112019061599510-pct00001
다작용 에폭시 화합물에는, 에폭시기가 복수(2개 이상) 포함된다. 에폭시기의 수는 특별히 제한되지 않지만, 통상 2∼6개로 할 수 있고, 또한 2∼3개로 할 수 있다.
다작용 에폭시 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않고, 공지의 다작용 에폭시 화합물을 들 수 있다. 다작용 에폭시 화합물로서는, 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 화합물, 비스페놀 F형 에폭시 화합물, 페놀 노볼락형 에폭시 화합물, 크레졸 노볼락형 에폭시 화합물 및 지방족 글라이시딜 에터형 에폭시 화합물 등을 들 수 있다.
다작용 에폭시 화합물로서는, 예를 들면, 식(2)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112019061599510-pct00002
L1은 산소 원자를 포함하고 있어도 되는 n가의 탄화수소기를 나타낸다. 상기 탄화수소기의 탄소수는 특별히 제한되지 않지만, 다작용 에폭시 화합물의 취급성의 점에서, 3∼30으로 할 수 있고, 또한 3∼10으로 할 수 있다.
탄화수소기는 직쇄상, 분기쇄상, 환상, 및 이들을 조합한 구조 중 어느 것이어도 된다. 또한, 탄화수소기는 지방족 탄화수소기, 방향족 탄화수소기, 및 이들을 조합한 기 중 어느 것이어도 된다.
n은 2 이상을 나타내고, 다작용 에폭시 화합물의 취급성의 점에서, 2∼6으로 할 수 있고, 또한 2∼3으로 할 수 있다. 예를 들면, n이 2인 경우, L은 산소 원자를 포함하고 있어도 되는 2가의 탄화수소기(예를 들면, 산소 원자를 포함하고 있어도 되는 알킬렌기)를 나타낸다.
R1은 수소 원자 또는 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등)를 나타낸다.
상기 식(2)로 표시되는 화합물로서는, 예를 들면, 에틸렌 글라이콜, 다이에틸렌 글라이콜, 트라이에틸렌 글라이콜, 테트라에틸렌 글라이콜, 폴리에틸렌 글라이콜, 프로필렌 글라이콜, 다이프로필렌 글라이콜, 트라이프로필렌 글라이콜, 테트라프로필렌 글라이콜, 폴리프로필렌 글라이콜, 트라이메틸렌 글라이콜, 1,2-뷰테인다이올, 1,3-뷰테인다이올, 1,4-뷰테인다이올, 2,3-뷰테인다이올, 폴리뷰틸렌 글라이콜, 1,5-펜테인다이올, 네오펜틸 글라이콜, 1,6-헥세인다이올, 1,4-사이클로헥세인다이메탄올, 글리세롤, 다이글리세롤, 폴리글리세롤, 트라이메틸올프로페인, 펜타에리트리톨, 소비톨 및 아라비톨로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종과, 에피클로로하이드린의 반응에 의해 얻어지는 지방족 글라이시딜 에터형 에폭시 화합물을 들 수 있다.
<옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물>
하드 코팅층 형성용 조성물은 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물을 포함한다.
옥세탄일기란, 이하의 식(3)으로 표시되는 기이다. R2는 수소 원자 또는 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등)를 나타낸다. *는 결합 위치를 나타낸다.
Figure 112019061599510-pct00003
한편, 일반적으로 실세스퀴옥세인 화합물이란, 알콕시실레인, 클로로실레인 및 실란올 등의 3작용성 실레인 화합물을 가수분해함으로써 얻어지는 식(4)로 표시되는 기본 골격을 갖는 실레인 화합물이다. 실세스퀴옥세인 화합물의 구조로서는, 랜덤 구조라고 불리는 불규칙한 형태 외에, 사다리 구조, 바구니형(완전 축합 케이지형) 구조 및 불완전 바구니형 구조(바구니형 구조의 부분 개열 구조체로서, 바구니형 구조로부터 규소 원자 중의 일부가 빠진 구조나 바구니형 구조의 일부의 규소-산소 결합이 절단된 구조의 것) 등이 알려져 있다.
이하 식(4) 중, R3은 유기기를 나타낸다.
식(4) R3-SiO3/2
옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물의 구조는 특별히 제한되지 않지만, 상기 랜덤 구조, 사다리 구조, 바구니형 구조 및 불완전 바구니형 구조 중 어느 것이어도 되고, 또한 복수종의 구조의 혼합물이어도 된다.
실세스퀴옥세인 화합물에 포함되는 옥세탄일기 당량은 특별히 제한되지 않지만, 하드 코팅층의 경도가 보다 우수한 점에서, 50∼500g/eq.로 할 수 있고, 150∼300g/eq.로 할 수 있다.
옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물은 공지의 방법으로 합성해도 되고, 시판품을 이용해도 된다. 시판품으로서는, 예를 들면, 도아합성제: OX-SQ TX-100, OX-SQ SI-20, OX-SQ HDX 등을 들 수 있다.
<광 양이온 중합 개시제>
하드 코팅층 형성용 조성물은 광 양이온 중합 개시제를 포함한다. 광 양이온 중합 개시제는 가시광선 또는 자외선 등의 광이 조사되면 양이온(예를 들면, 산)을 발생시키는 화합물이다.
광 양이온 중합 개시제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 공지의 광 양이온 중합 개시제를 들 수 있다. 광 양이온 중합 개시제로서는, 예를 들면, 아이오도늄염(예를 들면, 방향족 아이오도늄염) 및 설포늄염(예를 들면, 방향족 설포늄염)과 같은 오늄염, s-트라이아진 유도체 등의 할로젠 함유 화합물, 설폰 화합물, 설폰 산 화합물, 설폰이미드 화합물, 및 다이아조메테인 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 경화성의 점에서, 광 양이온 중합 개시제를 방향족 설포늄염으로 할 수 있다.
방향족 설포늄염은 트라이아릴설포늄 양이온 및 음이온(아니온)을 갖는 화합물이다.
트라이아릴설포늄 양이온으로서는, 예를 들면, 알킬기, 싸이오에터기 또는 에터기 등을 치환기로서 갖는 트라이페닐설포늄 양이온을 들 수 있다. 트라이아릴설포늄 양이온의 구체예로서는, 다이페닐[4-(페닐싸이오)페닐]설포늄 양이온, 트라이페닐설포늄 양이온 및 알킬 트라이페닐설포늄 양이온 등을 들 수 있다.
음이온으로서는, 헥사플루오로포스페이트 음이온(PF6 -), 헥사플루오로안티모네이트 음이온(SbF6 -), 펜타플루오로하이드록시안티모네이트 음이온(SbF5(OH)-), 헥사플루오로아세네이트 음이온(AsF6 -), 테트라플루오로보레이트 음이온(BF4 -) 및 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 음이온(B(C6F5)4 -) 등을 들 수 있다.
방향족 설포늄염으로서는, ADEKA사의 아데카 옵토머 SP-150, SP-170, SP-171 등을 시판품으로서 들 수 있다.
<열 양이온 중합 개시제(열 잠재성 양이온 중합 개시제)>
하드 코팅층 형성용 조성물은 열 양이온 중합 개시제를 포함한다. 열 양이온 중합 개시제는 가열해서 임계 온도에 이르면 개열하여 양이온(예를 들면, 산)을 발생시키는 화합물이다.
열 양이온 중합 개시제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 공지의 열 양이온 중합 개시제를 들 수 있다. 열 양이온 중합 개시제로서는, 예를 들면, 설포늄염, 아닐리늄염, 피리디늄염, 톨루이디늄염, 포스포늄염 및 아이오도늄염 등의 오늄염을 들 수 있다. 한편, 이들 오늄염에는, 헥사플루오로포스페이트 음이온(PF6 -), 테트라플루오로보레이트 음이온(BF4 -), 헥사플루오로안티모네이트 음이온(SbF6 -) 및 헥사플루오로아세네이트 음이온(AsF6 -) 등의 음이온이 포함된다.
열 양이온 중합 개시제로서는, ADEKA사의 아데카 옵트론 CP-66 등을 시판품으로서 들 수 있다.
<기타 성분>
하드 코팅층 형성용 조성물은 전술한 성분(에폭시기를 복수 갖는 화합물, 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물, 광 양이온 중합 개시제, 열 양이온 중합 개시제) 이외의 성분을 포함하고 있어도 된다.
(금속 산화물 입자)
하드 코팅층 형성용 조성물은 금속 산화물 입자를 포함하고 있어도 된다.
금속 산화물 입자의 종류는 특별히 제한되지 않고, 공지의 금속 산화물 입자를 들 수 있다. 금속 산화물 입자로서는, 예를 들면, Si, Al, Sn, Sb, Ta, Ce, La, Fe, Zn, W, Zr, In 및 Ti로부터 선택되는 적어도 1종의 금속의 산화물의 입자를 들 수 있다. 그 중에서도, 취급성의 점에서, 금속 산화물 입자를, Si를 포함하는 산화물의 입자(산화 규소 입자), Sn을 포함하는 산화물의 입자(산화 주석 입자), Zr을 포함하는 산화물의 입자(산화 지르코늄 입자) 또는 Ti를 포함하는 산화물의 입자(산화 타이타늄 입자)로 할 수 있다.
한편, 금속 산화물 입자에는, 상기에 예시한 1종의 금속(금속 원자)만이 포함되어 있어도 되고, 2종 이상의 금속(금속 원자)이 포함되어 있어도 된다.
금속 산화물 입자의 평균 입경은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 1∼200nm로 할 수 있고, 또한 5∼30nm로 할 수 있다. 상기 범위 내이면, 하드 코팅층 형성용 조성물 중에서의 금속 산화물 입자의 분산 안정성이 보다 우수함과 함께, 경화물의 백색화를 보다 억제할 수 있다.
한편, 상기 평균 입경은 투과형 현미경으로 100개 이상의 금속 산화물 입자의 직경을 측정하고, 그들을 산술 평균하여 구한다. 한편, 금속 산화물 입자가 진원상이 아닌 경우, 장경을 직경으로 한다.
금속 산화물 입자의 표면에는, 필요에 따라서, 각종 작용기(예를 들면, 에폭시기)가 도입되어 있어도 된다.
(가수분해성 규소 화합물, 그의 가수분해물, 및 그의 가수분해 축합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종(이후, 간단히 「가수분해성 규소 화합물류」라고도 칭함))
하드 코팅층 형성용 조성물은 가수분해성 규소 화합물, 그의 가수분해물, 및 그의 가수분해 축합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다.
가수분해성 규소 화합물이란, 규소 원자에 가수분해성기가 결합한 화합물을 의도하고, 후술하는 실레인 커플링제도 가수분해성 규소 화합물에 포함된다.
가수분해성 규소 화합물의 일 태양으로서는, 식(5)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
식(5) Si(R4)4
R4는 가수분해성기를 나타낸다. 가수분해성기는 Si(규소 원자)에 직결되어, 가수분해 반응 및/또는 축합 반응을 진행할 수 있는 기이다. 가수분해성기로서는, 예를 들면, 알콕시기, 할로젠 원자, 아실옥시기, 알켄일옥시기 및 아이소사이아네이트기 등을 들 수 있다.
또한, 가수분해성 규소 화합물의 다른 태양으로서는, 실레인 커플링제를 들 수 있다. 실레인 커플링제란, 바이닐기, 에폭시기, 아미노기, (메트)아크릴기, 머캅토기 및 아이소사이아네이트기 등의 작용기(바람직하게는 반응성기)를 갖는 가수분해성 규소 화합물이다.
실레인 커플링제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 공지의 실레인 커플링제를 들 수 있다. 실레인 커플링제로서는, 예를 들면, 에폭시계 실레인 커플링제, 아미노계 실레인 커플링제, (메트)아크릴계 실레인 커플링제, 머캅토계 실레인 커플링제 및 바이닐계 실레인 커플링제 등을 들 수 있다.
한편, (메트)아크릴이란, 아크릴 또는 메타크릴을 의도한다.
실레인 커플링제로서는, 식(6)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
식(6) X-Si(R4)3
X는 반응성기를 갖는 기를 나타낸다. 반응성기로서는, 예를 들면, 바이닐기, 에폭시기, 아미노기, (메트)아크릴기 및 머캅토기를 들 수 있다. 보다 구체적으로는, X로서는, R5-L2-로 표시되는 기로 할 수 있다. R5는 반응성기를 나타내고, L2는 2가의 연결기(바람직하게는 헤테로원자(예: 산소 원자)를 포함하고 있어도 되는 알킬렌기)를 나타낸다.
R4는 가수분해성기를 나타낸다. 가수분해성기의 정의는 전술한 대로이다.
가수분해성 규소 화합물의 가수분해물이란, 가수분해성 규소 화합물 중의 가수분해성기가 가수분해되어 얻어지는 화합물을 의도한다. 한편, 상기 가수분해물은 가수분해성기 전부가 가수분해되어 있는 것(완전 가수분해물)이어도, 가수분해성기의 일부가 가수분해되어 있는 것(부분 가수분해물)이어도 된다. 즉, 상기 가수분해물은 완전 가수분해물, 부분 가수분해물, 또는 이들의 혼합물이어도 된다.
또한, 가수분해성 규소 화합물의 가수분해 축합물이란, 가수분해성 규소 화합물 중의 가수분해성기가 가수분해되고, 얻어진 가수분해물을 축합하여 얻어지는 화합물을 의도한다. 한편, 상기 가수분해 축합물로서는, 모든 가수분해성기가 가수분해되고 또한 가수분해물이 전부 축합되어 있는 것(완전 가수분해 축합물)이어도, 일부의 가수분해성기가 가수분해되고 일부의 가수분해물이 축합되어 있는 것(부분 가수분해 축합물)이어도 된다. 즉, 상기 가수분해 축합물은 완전 가수분해 축합물, 부분 가수분해 축합물, 또는 이들의 혼합물이어도 된다.
(용매)
하드 코팅층 형성용 조성물은 용매를 포함하고 있어도 된다.
용매로서는, 물이어도, 유기 용매여도 된다.
유기 용매의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 알코올계 용매, 케톤계 용매, 에터계 용매, 에스터계 용매, 탄화수소계 용매, 할로젠화 탄화수소계 용매, 아마이드계 용매, 설폰계 용매 및 설폭사이드계 용매 등을 들 수 있다.
하드 코팅층 형성용 조성물은, 필요에 따라서, 자외선 흡수제, 노화 방지제, 도막 조정제, 광 안정제, 산화 방지제, 착색 방지제, 염료, 충전제, 내부 이형제 등의 여러 가지의 첨가제를 포함하고 있어도 된다.
<하드 코팅층 형성용 조성물>
하드 코팅층 형성용 조성물은 전술한 각종 성분을 포함한다.
하드 코팅층 형성용 조성물의 제조 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 전술한 성분을 일괄로 혼합해도 되고, 분할하여 단계적으로 각 성분을 혼합해도 된다.
또한, 전술한 가수분해성 규소 화합물을 이용하는 경우, 예를 들면, 가수분해성 규소 화합물의 가수분해 반응 및 축합 반응을 진행시켜, 가수분해물 및/또는 가수분해 축합물을 제조한 후, 가수분해물 및/또는 가수분해 축합물과 다른 성분을 혼합하는 방법을 들 수 있다.
하드 코팅층 형성용 조성물 중에 있어서의 다작용 에폭시 화합물의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 하드 코팅층의 내찰상성 및 외관 특성이 보다 우수하고, 또한 경화 반응 속도가 빠르다는 점에서, 하드 코팅층 형성용 조성물 중의 전체 고형분(하드 코팅층 구성 성분)에 대해서, 1∼15질량%로 할 수 있고, 또한 1∼10질량%로 할 수 있다.
한편, 전체 고형분(하드 코팅층 구성 성분)이란, 경화 처리에 의해 하드 코팅층을 구성하는 성분이고, 전술한, 다작용 에폭시 화합물, 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물, 광 양이온 중합 개시제 및 열 양이온 중합 개시제 등이 해당당되며, 용매는 고형분에 포함되지 않는다. 또한, 성분이 액상이어도, 하드 코팅층을 구성하는 성분이면, 고형분으로서 계산한다.
하드 코팅층 형성용 조성물 중에 있어서의 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 하드 코팅층의 내찰상성이 보다 우수하고, 또한 하드 코팅층의 응력이 적다는 점에서, 하드 코팅층 형성용 조성물 중의 전체 고형분에 대해서, 35∼70질량%로 할 수 있고, 또한 35∼60질량%로 할 수 있다.
하드 코팅층 형성용 조성물 중에 있어서의 광 양이온 중합 개시제의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 하드 코팅층의 내찰상성이 보다 우수한 점에서, 하드 코팅층 형성용 조성물 중의 전체 고형분에 대해서, 0.1∼3.0질량%로 할 수 있고, 또한 0.2∼1.5질량%로 할 수 있다.
하드 코팅층 형성용 조성물 중에 있어서의 열 양이온 중합 개시제의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 하드 코팅층과 기재의 밀착성이 보다 우수한 점에서, 하드 코팅층 형성용 조성물 중의 전체 고형분에 대해서, 0.1∼3.0질량%로 할 수 있고, 또한 0.2∼1.5질량%로 할 수 있다.
하드 코팅층 형성용 조성물에 금속 산화물 입자가 포함되는 경우, 금속 산화물 입자의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 하드 코팅층의 내찰상성이 보다 우수한 점에서, 하드 코팅층 형성용 조성물 중의 전체 고형분에 대해서, 25∼60질량%로 할 수 있고, 또한 30∼50질량%로 할 수 있고, 더욱이 35∼50질량%로 할 수 있다.
하드 코팅층 형성용 조성물에 가수분해성 규소 화합물류가 포함되는 경우, 가수분해성 규소 화합물류의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 하드 코팅층과 기재의 밀착성이 보다 우수한 점에서, 하드 코팅층 형성용 조성물 중의 전체 고형분에 대해서, 10질량% 미만으로 할 수 있고, 또한 7질량% 미만으로 할 수 있다.
한편, 가수분해성 규소 화합물류의 함유량을 산출할 때에는, 그 화합물의 가수분해 축합물(완전 가수분해 축합물)의 질량을 기준으로 산출한다. 예를 들면, 3-글라이시독시프로필트라이메톡시실레인 등의 가수분해성 규소 화합물을 이용하는 경우는, 이 가수분해성 규소 화합물의 가수분해 반응 및 축합 반응이 진행되어 얻어지는 완전 가수분해 축합물의 질량을, 가수분해성 규소 화합물의 질량으로서 이용한다. 그 때문에, 전체 고형분의 질량을 산출할 때에는, 상기 가수분해 축합물의 질량을 이용한다.
다작용 에폭시 화합물 및 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물의 합계 질량에 대한, 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물의 함유량은, 70질량% 초과이고, 하드 코팅층의 내찰상성 및 외관 특성이 보다 우수한 점에서, 80질량% 이상으로 할 수 있고, 또한 85질량% 이상으로 할 수 있다. 상한은 특별히 제한되지 않지만, 98질량% 이하로 할 수 있다. 상기 함유량이 70질량% 이하인 경우, 하드 코팅층의 경도가 저하되어 내찰상성이 뒤떨어지고, 또한 외관 특성도 뒤떨어진다.
하드 코팅층 형성용 조성물 중의 전체 고형분에 대한, 다작용 에폭시 화합물 및 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물의 합계 질량은 특별히 제한되지 않지만, 하드 코팅층의 내찰상성이 우수한 점에서, 35∼70질량%로 할 수 있다.
상기 하드 코팅층 형성용 조성물은 기재 상에 하드 코팅층을 형성하기 위한 조성물이다.
기재를 구성하는 재료로서는, 예를 들면, 플라스틱(수지) 및 유리 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 기재로서는, 플라스틱 기재가 바람직하다.
플라스틱 기재로서는, 예를 들면, 플라스틱 안경 렌즈 기재, 플라스틱 필름 등을 들 수 있다.
후단에서는, 일례로서, 플라스틱 안경 렌즈 기재 상에 상기 하드 코팅층 형성용 조성물을 적용한 태양에 대하여 상세히 기술한다.
<안경 렌즈>
도 1은 안경 렌즈의 일 실시형태의 단면도이다.
도 1에 나타내는 안경 렌즈(10)는, 플라스틱 안경 렌즈 기재(12)와, 플라스틱 안경 렌즈 기재(12)의 양면 상에 배치된 하드 코팅층(14)을 포함한다. 하드 코팅층(14)은 전술한 하드 코팅층 형성용 조성물을 이용하여 제작(형성)된 층이다.
한편, 도 1에 있어서는, 하드 코팅층(14)은 플라스틱 안경 렌즈 기재(12)에 직접 접촉하도록 배치되어 있지만, 이 형태로는 한정되지 않고, 플라스틱 안경 렌즈 기재(12)와 하드 코팅층(14) 사이에 다른 층(예를 들면, 프라이머층)이 배치되어 있어도 된다. 즉, 하드 코팅층(14)은 플라스틱 안경 렌즈 기재(12) 상에 직접 배치되어 있어도 되고, 다른 층을 개재시켜 간접적으로 플라스틱 안경 렌즈 기재(12) 상에 배치되어 있어도 된다.
또한, 도 1에 있어서는, 플라스틱 안경 렌즈 기재(12)의 양면에 하드 코팅층(14)이 배치되어 있지만, 플라스틱 안경 렌즈 기재(12)의 편면에만 하드 코팅층(14)이 배치되어 있어도 된다.
이하, 안경 렌즈(10)에 포함되는 각 부재에 대하여 상세히 기술한다.
(플라스틱 안경 렌즈 기재)
플라스틱 안경 렌즈 기재의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 볼록면 및 오목면 모두 광학적으로 마무리되고, 원하는 도수에 맞추어 성형되는 피니시 렌즈를 들 수 있다.
플라스틱 안경 렌즈 기재를 구성하는 플라스틱(이른바, 수지)의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, (메트)아크릴계 수지, 싸이오유레테인계 수지, 알릴계 수지, 에피설파이드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리유레테인계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리스타이렌계 수지, 폴리에터 설폰계 수지, 폴리 4-메틸펜텐-1계 수지, 다이에틸렌 글라이콜 비스알릴 카보네이트계 수지(CR-39) 및 폴리염화바이닐계 수지 등을 들 수 있다.
플라스틱 안경 렌즈 기재의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 취급성의 점에서, 1∼30mm 정도인 경우가 많다.
플라스틱 안경 렌즈 기재의 굴절률은 특별히 제한되지 않는다.
굴절률이 1.70 이상인 플라스틱 안경 렌즈 기재로서는, 유리전이온도가 낮은 플라스틱 안경 렌즈 기재가 많다. 그에 비해서, 상기 하드 코팅층 형성용 조성물을 이용하면 저온 경화 처리와 광 조사 처리의 조합에 의해 원하는 하드 코팅층을 형성 가능한 점에서, 이와 같은 굴절률이 높은 플라스틱 안경 렌즈 기재(유리전이온도가 낮은 플라스틱 안경 렌즈 기재) 상에도 하드 코팅층을 용이하게 제조할 수 있다. 상기 굴절률은 파장 546.07nm에서의 굴절률을 의도한다.
또한, 플라스틱 안경 렌즈 기재는 투광성을 갖고 있으면 투명하지 않아도 되고, 착색되어 있어도 된다.
(하드 코팅층)
하드 코팅층은 플라스틱 안경 렌즈 기재 상에 배치되는 층이고, 플라스틱 안경 렌즈 기재에 내상성을 부여하는 층이다.
하드 코팅층은 전술한 하드 코팅층 형성용 조성물로부터 형성되는 층이다.
하드 코팅층의 형성 방법으로서는, 전술한 하드 코팅층 형성용 조성물을 플라스틱 안경 렌즈 기재 상에 도포하여 도막을 형성하고, 도막에 대해서 가열 처리를 실시하고, 그 후, 광 조사 처리를 실시하는 방법을 들 수 있다.
전술한 바와 같이, 우선, 도막에 대해서 가열 처리를 실시하여, 도막 내의 열 양이온 중합 개시제를 개열시켜, 다작용 에폭시 화합물과 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물을 부분적으로 반응시킨다. 이때, 다작용 에폭시 화합물이 중합 초기의 반응을 촉진하는 기능을 갖는다. 또한, 광 조사 처리에 앞서 가열 처리를 실시하는 것에 의해, 도막의 경화 수축이 보다 억제된다.
다음으로, 가열 처리를 실시한 도막에 대해서 광 조사 처리를 실시하여 광 양이온 중합 개시제를 개열시켜, 다작용 에폭시 화합물과 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물을 더 반응시킨다. 광 조사 처리 시에, 주로, 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물 사이에서의 중합이 진행되어, 3차원상의 가교 구조가 형성된다.
이와 같이, 가열 처리 및 광 조사 처리의 2단계에서의 경화 처리를 실시하는 것에 의해, 원하는 특성을 나타내는 하드 코팅층이 얻어진다.
하드 코팅층 형성용 조성물을 플라스틱 안경 렌즈 기재 상에 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법(예를 들면, 디핑 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법, 잉크젯 코팅법 및 플로 코팅법 등)을 들 수 있다. 예를 들면, 디핑 코팅법을 이용하는 경우, 하드 코팅층 형성용 조성물에 플라스틱 안경 렌즈 기재를 침지하고, 그 후, 플라스틱 안경 렌즈 기재를 끌어올리고 건조하는 것에 의해, 플라스틱 안경 렌즈 기재 상에 소정의 막 두께의 도막을 형성할 수 있다.
플라스틱 안경 렌즈 기재 상에 형성되는 도막의 막 두께는 특별히 제한되지 않고, 소정의 하드 코팅층의 막 두께가 되는 막 두께가 적절히 선택된다.
가열 처리의 조건은 특별히 제한되지 않고, 사용되는 열 양이온 중합 개시제의 종류에 따라 최적인 조건이 선택된다.
가열 온도는 30∼100℃로 할 수 있고, 50∼90℃로 할 수 있다. 가열 시간은 5∼360분으로 할 수 있고, 10∼40분으로 할 수 있다.
광 조사 처리의 조건은 특별히 제한되지 않고, 사용되는 광 양이온 중합 개시제의 종류에 따라 적합한 조건이 선택된다.
광 조사 시의 광의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 자외선 및 가시광선을 들 수 있다. 광원으로서는, 고압 수은등 등을 들 수 있다.
광 조사 시의 적산 광량은 특별히 제한되지 않지만, 생산성 및 도막의 경화성의 점에서, 100∼3000mJ/cm2로 할 수 있고, 100∼1500mJ/cm2로 할 수 있다.
하드 코팅층의 막 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 0.5μm 이상으로 할 수 있고, 또한 1.5μm 이상으로 할 수 있다. 특히, 상기 하드 코팅층은 막 두께가 10μm 이상으로 비교적 두꺼운 경우라도, 하드 코팅층이 배치되는 기재 표면의 면 형상 변화가 작다. 한편, 막 두께의 상한은, 예를 들면, 20μm 이하로 할 수 있다.
상기 막 두께는 평균 막 두께이고, 그 측정 방법으로서는, 하드 코팅층의 임의의 5점의 막 두께를 측정하고, 그것들을 산술 평균하여 구한다.
한편, 플라스틱 안경 렌즈는 도 1의 형태로 한정되지 않고, 하드 코팅층 상에 추가로 반사 방지막이 배치되어 있어도 된다.
반사 방지막은 입사한 광의 반사를 방지하는 기능을 갖는 층이다. 구체적으로는, 400∼700nm의 가시 영역 전역에 걸쳐서, 낮은 반사 특성(광대역 저반사 특성)을 가질 수 있다.
반사 방지막의 구조는 특별히 제한되지 않고, 단층 구조여도, 다층 구조여도 된다.
다층 구조의 경우, 저굴절률층과 고굴절률층을 교대로 적층한 구조가 바람직하다. 한편, 고굴절률층을 구성하는 재료로서는, 타이타늄, 지르콘, 알루미늄, 탄탈럼 또는 란타넘의 산화물을 들 수 있다. 또한, 저굴절률층을 구성하는 재료로서는, 실리카의 산화물을 들 수 있다.
반사 방지막의 제조 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 이온 빔 어시스트법 및 CVD법 등의 건식법을 들 수 있다.
실시예
이하, 하드 코팅층 형성용 조성물에 관해서 실시예 및 비교예에 의해 더 상세하게 설명하지만, 이들 실시예에 의해 전혀 제한되는 것은 아니다.
<실시예 1>
갈색병에 뷰틸 셀로솔브(1.3kg), 가수분해성 규소 화합물로서 3-글라이시독시프로필트라이메톡시실레인(신에쓰화학공업(주)제: KBM403)(270g) 및 도막 조정제로서 폴리에터 변성 실리콘(도레이·다우코닝(주)제: 8032 ADDITIVE)(6g)을 가하고, 추가로 갈색병에 0.1N 염산수(74g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 실온에서 12시간 교반했다.
얻어진 혼합액에 추가로 메탄올 분산 콜로이달 실리카(닛키촉매화성(주)제: Oscal-1132)(6.3kg), 다작용 에폭시 화합물로서 1,6-헥세인다이올 다이글라이시딜 에터(나가세켐텍스(주)제: 데나콜 EX-212)(80g) 및 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인(도아합성(주)제: OX-SQ TX-100)(1.85kg)을 가하고, 얻어진 혼합액을 6시간 교반했다. 그 후, 얻어진 혼합액에 추가로 하이드록시페닐트라이아진계 자외선 흡수제(BASF재팬(주): Tinuvin477)(80g), 열 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵트론 CP-66)(25g) 및 광 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵토머 SP-171)(30g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 교반하여, 하드 코팅층 형성용 조성물 1을 얻었다.
플라스틱 안경 렌즈 기재로서, 굴절률 1.60의 렌즈((주)니콘에시로루제: 니콘 라이트 AS 생지 S-3.00D)를 이용했다.
스핀 코팅법에 의해, 이 플라스틱 안경 렌즈 기재의 한쪽 표면에 하드 코팅층 형성용 조성물 1을 도포했다. 구체적으로는, 플라스틱 안경 렌즈 기재를 300rpm으로 10초간 회전시키고, 그 회전 중에 플라스틱 안경 렌즈 기재 중심부로부터 외주부에 걸쳐서 상기 하드 코팅층 형성용 조성물 1을 2ml 떨어뜨린 후, 하드 코팅층 형성용 조성물 1이 도포된 플라스틱 안경 렌즈 기재를 1000rpm으로 5초간 더 회전시켜, 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
다음으로, 얻어진 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 80℃에서 20분간 열가열한 후, 광원으로서 고압 수은등(80W/cm2)을 이용하여, 도막에 대해서 UV 조사(적산 광량: 1200mJ/cm2)하여, 하드 코팅층을 형성했다. 한편, 얻어진 하드 코팅층의 막 두께는 10μm였다.
한편, 플라스틱 안경 렌즈 기재의 다른 쪽 표면에 대해서도 상기와 마찬가지의 처리를 실시하여, 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 하드 코팅층을 배치한 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
얻어진 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 진공조 내에 설치된 회전하는 돔에 세팅하고, 진공조 내의 온도를 70℃로 가열하고, 압력이 1.0×10-3Pa이 될 때까지 배기했다. 다음으로, 가속 전압 500V 및 가속 전류 100mA의 조건에서 Ar 이온 빔 클리닝을 한쪽 하드 코팅층에 대해서 60초간 실시한 후, 클리닝한 하드 코팅층 상에, 순차적으로, 제1층 SiO2(굴절률 1.47)를 광학적 막 두께 0.090λ, 제2층 ZrO2(굴절률 2.00)를 광학적 막 두께 0.038λ, 제3층 SiO2(굴절률 1.47)를 광학적 막 두께 0.393λ, 제4층 ZrO2(굴절률 2.00)를 광학적 막 두께 0.104λ, 제5층 SiO2(굴절률 1.47)를 광학적 막 두께 0.069λ, 제6층 ZrO2(굴절률 2.00)를 광학적 막 두께 0.289λ 및 제7층 SiO2(굴절률 1.47)를 광학적 막 두께 0.263λ로 적층하여, 반사 방지막을 형성했다. 한편, λ는 설계의 중심 파장으로 500nm로 했다.
또한, 다른 쪽 하드 코팅층에 대해서도 상기와 마찬가지의 처리를 실시하고, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 반사 방지막을 형성하여, 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재(안경 렌즈에 해당)를 얻었다.
<실시예 2>
갈색병에 뷰틸 셀로솔브(10.0kg), 가수분해성 규소 화합물로서 3-글라이시독시프로필트라이메톡시실레인(신에쓰화학공업(주)제: KBM403)(270g) 및 도막 조정제로서 폴리에터 변성 실리콘(도레이·다우코닝(주)제: L-7001)(6g)을 가하고, 추가로 갈색병에 0.1N 염산수(74g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 실온에서 12시간 교반했다.
얻어진 혼합액에 추가로 메탄올 분산 콜로이달 타이타늄(닛키촉매화성(주)제: 옵톨레이크 1130Z·S-25·A8)(6.3kg), 다작용 에폭시 화합물로서 1,6-헥세인다이올 다이글라이시딜 에터(나가세켐텍스(주)제: 데나콜 EX-212)(80g) 및 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인(도아합성(주)제: OX-SQ SI-20)(1.85kg)을 가하고, 얻어진 혼합액을 6시간 교반했다. 그 후, 얻어진 혼합액에 추가로 노화 방지제(가와구치화학공업(주)제: 안테이지 BHT)(20g), 열 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵트론 CP-66)(30g) 및 광 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵토머 SP-150)(20g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 교반하여, 하드 코팅층 형성용 조성물 2를 얻었다.
플라스틱 안경 렌즈 기재로서, 굴절률 1.67의 렌즈((주)니콘에시로루제: 니콘 라이트 AS 생지 S-3.00D)를 이용했다.
디핑 방법에 의해, 이 플라스틱 안경 렌즈 기재 표면에 하드 코팅층 형성용 조성물 2를 도포했다. 구체적으로는, 플라스틱 안경 렌즈 기재를 하드 코팅층 형성용 조성물 2에 침지하고, 플라스틱 안경 렌즈 기재를 200mm/min으로 끌어올려, 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
다음으로, 얻어진 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 70℃에서 20분간 가열한 후, 광원으로서 고압 수은등(80W/cm2)을 이용하여, 도막에 대해서 UV 조사(적산 광량: 1000mJ/cm2)하여, 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 하드 코팅층을 배치한 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다. 한편, 얻어진 하드 코팅층의 막 두께는 2.5μm였다.
다음으로, 얻어진 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 이용하여, 실시예 1과 마찬가지의 수순에 따라, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 반사 방지막을 형성하여, 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
<실시예 3>
갈색병에 뷰틸 셀로솔브(1.5kg), 가수분해성 규소 화합물로서 3-글라이시독시프로필트라이메톡시실레인(신에쓰화학공업(주)제: KBM403)(270g) 및 도막 조정제로서 폴리에터 변성 실리콘(도레이·다우코닝(주)제: L-7001)(4g)을 가하고, 추가로 갈색병에 0.1N 염산수(74g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 실온에서 12시간 교반했다.
얻어진 혼합액에 추가로 메탄올 분산 콜로이달 실리카(닛키촉매화성(주)제: Oscal-1132)(6.3kg), 다작용 에폭시 화합물로서 다이글리세롤 폴리글라이시딜 에터(나가세켐텍스(주)제: 데나콜 EX-421)(670g) 및 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인(도아합성(주)제: OX-SQ TX-100)(1.87kg)을 가하고, 얻어진 혼합액을 6시간 교반했다. 그 후, 얻어진 혼합액에 추가로 벤조트라이아졸계 자외선 흡수제(BASF재팬(주)제: Tinuvin1130)(70g), 열 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵트론 CP-66)(15g) 및 광 양이온 중합 개시제(산신화학공업(주)제: 산에이드 SI-100 L)(30g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 교반하여, 하드 코팅층 형성용 조성물 3을 얻었다.
플라스틱 안경 렌즈 기재로서, 굴절률 1.60의 렌즈((주)니콘에시로루제: 니콘 라이트 AS 생지 S-3.00D)를 이용했다.
디핑 방법에 의해, 이 플라스틱 안경 렌즈 기재 표면에 하드 코팅층 형성용 조성물 3을 도포했다. 구체적으로는, 플라스틱 안경 렌즈 기재를 하드 코팅층 형성용 조성물 3에 침지하고, 플라스틱 안경 렌즈 기재를 400mm/min으로 끌어올려, 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
다음으로, 얻어진 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 80℃에서 20분간 가열한 후, 광원으로서 고압 수은등(80W/cm2)을 이용하여, 도막에 대해서 UV 조사(적산 광량: 1500mJ/cm2)하여, 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 하드 코팅층을 배치한 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다. 한편, 얻어진 하드 코팅층의 막 두께는 8.5μm였다.
다음으로, 얻어진 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 이용하여, 실시예 1과 마찬가지의 수순에 따라, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 반사 방지막을 형성하여, 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
<실시예 4>
갈색병에 뷰틸 셀로솔브(1.5kg), 가수분해성 규소 화합물로서 3-글라이시독시프로필트라이메톡시실레인(신에쓰화학공업(주)제: KBM403)(270g) 및 도막 조정제로서 폴리에터 변성 실리콘(도레이·다우코닝(주)제: L-7001)(3g)을 가하고, 추가로 갈색병에 0.1N 염산수(74g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 실온에서 12시간 교반했다.
얻어진 혼합액에 추가로 메탄올 분산 콜로이달 실리카(닛키촉매화성(주)제: Oscal-1132)(3.5kg), 다작용 에폭시 화합물로서 다이글리세롤 폴리글라이시딜 에터(나가세켐텍스(주)제: 데나콜 EX-313)(80g) 및 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인(도아합성(주)제: OX-SQ TX-100)(1.85kg)을 가하고, 얻어진 혼합액을 6시간 교반했다. 그 후, 얻어진 혼합액에 추가로 하이드록시페닐트라이아진계 자외선 흡수제(BASF재팬(주)제: Tinuvin400)(60g), 열 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵트론 CP-66)(25g) 및 광 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵토머 SP-150)(25g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 교반하여, 하드 코팅층 형성용 조성물 4를 얻었다.
플라스틱 안경 렌즈 기재로서, 굴절률 1.60의 렌즈((주)니콘에시로루제: 니콘 라이트 AS 생지 S-3.00D)를 이용했다.
디핑 방법에 의해, 이 플라스틱 안경 렌즈 기재 표면에 하드 코팅층 형성용 조성물 4를 도포했다. 구체적으로는, 플라스틱 안경 렌즈 기재를 하드 코팅층 형성용 조성물 4에 침지하고, 플라스틱 안경 렌즈 기재를 400mm/min으로 끌어올려, 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
다음으로, 얻어진 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 80℃에서 20분간 가열한 후, 광원으로서 고압 수은등(80W/cm2)을 이용하여, 도막에 대해서 UV 조사(적산 광량: 1500mJ/cm2)하여, 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 하드 코팅층을 배치한 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다. 한편, 얻어진 하드 코팅층의 막 두께는 9μm였다.
다음으로, 얻어진 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 이용하여, 실시예 1과 마찬가지의 수순에 따라, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 반사 방지막을 형성하여, 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
<실시예 5>
갈색병에 뷰틸 셀로솔브(1.5kg), 가수분해성 규소 화합물로서 3-글라이시독시프로필트라이메톡시실레인(신에쓰화학공업(주)제: KBM403)(600g) 및 도막 조정제로서 폴리에터 변성 실리콘(도레이·다우코닝(주)제: 8032 ADDITIVE)(10g)을 가하고, 추가로 갈색병에 0.1N 염산수(165g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 실온에서 12시간 교반했다.
얻어진 혼합액에 추가로 메탄올 분산 콜로이달 실리카(닛키촉매화성(주)제: Oscal-1132)(6.3kg), 다작용 에폭시 화합물로서 1,6-헥세인다이올 다이글라이시딜 에터(나가세켐텍스(주)제: 데나콜 EX-212)(150g) 및 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인(도아합성(주)제: OX-SQ TX-100)(1.85kg)을 가하고, 얻어진 혼합액을 6시간 교반했다. 그 후, 얻어진 혼합액에 추가로 노화 방지제(가와구치화학공업(주)제: 안테이지 크리스탈)(200g), 열 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵트론 CP-66)(25g) 및 광 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵토머 SP-150)(25g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 교반하여, 하드 코팅층 형성용 조성물 5를 얻었다.
플라스틱 안경 렌즈 기재로서, 굴절률 1.60의 렌즈((주)니콘에시로루제: 니콘 라이트 AS 생지 S-3.00D)를 이용했다.
디핑 방법에 의해, 이 플라스틱 안경 렌즈 기재 표면에 하드 코팅층 형성용 조성물 5를 도포했다. 구체적으로는, 플라스틱 안경 렌즈 기재를 하드 코팅층 형성용 조성물 5에 침지하고, 플라스틱 안경 렌즈 기재를 400mm/min으로 끌어올려, 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
다음으로, 얻어진 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 80℃에서 20분간 가열한 후, 광원으로서 고압 수은등(80W/cm2)을 이용하여, 도막에 대해서 UV 조사(적산 광량: 1500mJ/cm2)하여, 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 하드 코팅층을 배치한 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다. 한편, 얻어진 하드 코팅층의 막 두께는 8μm였다.
다음으로, 얻어진 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 이용하여, 실시예 1과 마찬가지의 수순에 따라, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 반사 방지막을 형성하여, 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
<실시예 6>
갈색병에 뷰틸 셀로솔브(500g), 1-메톡시-2-프로판올(2kg), 가수분해성 규소 화합물로서 3-글라이시독시프로필트라이메톡시실레인(신에쓰화학공업(주)제: KBM403)(270g) 및 도막 조정제로서 폴리에터 변성 실리콘(도레이·다우코닝(주)제: L7001)(6g)을 가하고, 추가로 갈색병에 0.1N 염산수(74g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 실온에서 12시간 교반했다.
얻어진 혼합액에 추가로 메탄올 분산 콜로이달 실리카(닛키촉매화성(주)제: Oscal-1132)(1.5kg), 실리카 나노파우더(후소화학공업(주)제: HSP-2S typeE)(1.4kg), 다작용 에폭시 화합물로서 다이글리세롤 폴리글라이시딜 에터(나가세켐텍스(주)제: 데나콜 EX-313)(80g) 및 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인(도아합성(주)제: OX-SQ SI-20)(1.85kg)을 가하고, 얻어진 혼합액을 6시간 교반했다. 그 후, 얻어진 혼합액에 추가로 하이드록시페닐트라이아진계 자외선 흡수제(BASF재팬(주)제: Tinuvin477)(80g), 열 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵트론 CP-66)(25g) 및 광 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵토머 SP-150)(30g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 교반하여, 하드 코팅층 형성용 조성물 6을 얻었다.
플라스틱 안경 렌즈 기재로서, 굴절률 1.60의 렌즈((주)니콘에시로루제: 니콘 라이트 AS 생지 S-3.00D)를 이용했다.
스핀 코팅법에 의해, 이 플라스틱 안경 렌즈 기재의 한쪽 표면에 하드 코팅층 형성용 조성물 6을 도포했다. 구체적으로는, 플라스틱 안경 렌즈 기재를 300rpm으로 10초간 회전시키고, 그 회전 중에 플라스틱 안경 렌즈 기재 중심부로부터 외주부에 걸쳐서 상기 하드 코팅층 형성용 조성물 6을 2ml 떨어뜨린 후, 하드 코팅층 형성용 조성물 6이 도포된 플라스틱 안경 렌즈 기재를 750rpm으로 10초간 더 회전시켜, 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
다음으로, 얻어진 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 80℃에서 20분간 열가열한 후, 광원으로서 고압 수은등(80W/cm2)을 이용하여, 도막에 대해서 UV 조사(적산 광량: 1500mJ/cm2)하여, 하드 코팅층을 형성했다. 한편, 얻어진 하드 코팅층의 막 두께는 15μm였다.
한편, 플라스틱 안경 렌즈 기재의 다른 쪽 표면에 대해서도 상기와 마찬가지의 처리를 실시하여, 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 하드 코팅층을 배치한 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
다음으로, 얻어진 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 이용하여, 실시예 1과 마찬가지의 수순에 따라, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 반사 방지막을 형성하여, 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
<비교예 1>
특허문헌 1(일본 특허공표 2010-515778호 공보)의 기재에 따라, 특허문헌 1의 실시예 1에 기재된 코팅 조성물(이후, 비교 코팅 조성물 1이라고도 칭함)을 조제했다.
이 비교 코팅 조성물 1을 이용하여, 특허문헌 1의 단락 0159의 기재에 따라, 가열 처리에 의해 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면 상에 하드 코팅층을 형성하여, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
다음으로, 얻어진 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 이용하여, 실시예 1과 마찬가지의 수순에 따라, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 반사 방지막을 형성하여, 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
한편, 얻어진 하드 코팅층의 막 두께는 3μm였다.
또한, 플라스틱 안경 렌즈 기재로서, 굴절률 1.60의 렌즈((주)니콘에시로루제: 니콘 라이트 AS 생지 S-3.00D)를 이용했다.
<비교예 2>
얻어지는 하드 코팅층의 막 두께가 10μm가 되도록 조정한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지의 수순에 따라, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재 및 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
<비교예 3>
일본 특허공개 2009-256563호 공보(특허문헌 2)의 기재에 따라, 특허문헌 2의 실시예 11에 기재된 코팅 조성물(이후, 비교 코팅 조성물 2라고도 칭함)을 조제했다.
이 비교 코팅 조성물 2를 이용하여, 특허문헌 2의 단락 0159의 기재에 따라, 가열 처리에 의해 플라스틱 안경 렌즈 기재 상에 하드 코팅층을 형성하여, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
다음으로, 얻어진 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 이용하여, 실시예 1과 마찬가지의 수순에 따라, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 반사 방지막을 형성하여, 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
한편, 얻어진 하드 코팅층의 막 두께는 3μm였다.
또한, 플라스틱 안경 렌즈 기재로서, 굴절률 1.60의 렌즈((주)니콘에시로루제: 니콘 라이트 AS 생지 S-3.00D)를 이용했다.
<비교예 4>
얻어지는 하드 코팅층의 막 두께가 10μm가 되도록 조정한 것 이외에는, 비교예 3과 마찬가지의 수순에 따라, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재 및 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
<비교예 5>
갈색병에 뷰틸 셀로솔브(1.3kg), 가수분해성 규소 화합물로서 3-글라이시독시프로필트라이메톡시실레인(신에쓰화학공업(주)제: KBM403)(270g) 및 도막 조정제로서 폴리에터 변성 실리콘(도레이·다우코닝(주)제: 8032 ADDITIVE)(6g)을 가하고, 추가로 갈색병에 0.1N 염산수(74g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 실온에서 12시간 교반했다.
얻어진 혼합액에 추가로 메탄올 분산 콜로이달 실리카(닛키촉매화성(주)제: Oscal-1132)(6.3kg), 다작용 에폭시 화합물로서 1,6-헥세인다이올 다이글라이시딜 에터(나가세켐텍스(주)제: 데나콜 EX-212)(680g) 및 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인(도아합성(주)제: OX-SQ TX-100)(1.25kg)을 가하고, 얻어진 혼합액을 6시간 교반했다. 그 후, 얻어진 혼합액에 추가로 하이드록시페닐트라이아진계 자외선 흡수제(BASF재팬(주): Tinuvin477)(80g), 열 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵트론 CP-66)(25g) 및 광 양이온 중합 개시제((주)ADEKA제: 아데카 옵토머 SP-171)(30g)를 가하고, 얻어진 혼합액을 교반하여, 비교 코팅 조성물 3을 얻었다.
플라스틱 안경 렌즈 기재로서, 굴절률 1.60의 렌즈((주)니콘에시로루제: 니콘 라이트 AS 생지 S-3.00D)를 이용했다.
스핀 코팅법에 의해, 이 플라스틱 안경 렌즈 기재의 한쪽 표면에 비교 코팅 조성물 3을 도포했다. 구체적으로는, 플라스틱 안경 렌즈 기재를 300rpm으로 10초간 회전시키고, 그 회전 중에 플라스틱 안경 렌즈 기재 중심부로부터 외주부에 걸쳐서 상기 비교 코팅 조성물 3을 2ml 떨어뜨린 후, 비교 코팅 조성물 3이 도포된 플라스틱 안경 렌즈 기재를 1000rpm으로 5초간 더 회전시켜, 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
다음으로, 얻어진 도막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 80℃에서 20분간 열가열한 후, 광원으로서 고압 수은등(80W/cm2)을 이용하여, 도막에 대해서 UV 조사(적산 광량: 1200mJ/cm2)하여, 하드 코팅층을 형성했다. 한편, 얻어진 하드 코팅층의 막 두께는 10μm였다.
한편, 플라스틱 안경 렌즈 기재의 다른 쪽 표면에 대해서도 상기와 마찬가지의 처리를 실시하여, 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 하드 코팅층을 배치한 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
다음으로, 얻어진 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 이용하여, 실시예 1과 마찬가지의 수순에 따라, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재의 양면에 반사 방지막을 형성하여, 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 얻었다.
<평가>
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재 및 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 이용하여, 이하의 평가를 실시했다. 한편, 결과는 후술하는 표 1에 정리하여 나타낸다.
(렌즈면 측정(변형 측정))
DUAL LENSMAPPER(Automation & Robotics사제)를 이용하여, 40mm×40mm의 범위를 투과에 의한 측정으로 도수 분포를 측정함으로써, 하드 코팅층 형성 전후의 면 형상의 변형을 평가했다.
즉, 하드 코팅층을 형성하기 전의 플라스틱 안경 렌즈 기재의 도수 분포를 측정한 후, 그 플라스틱 안경 렌즈 기재 상에 하드 코팅층을 형성한 후, 얻어진 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재의 도수 분포를 측정하고, 하드 코팅층 형성 전후의 도수 분포를 비교했다. 도수 변화가 작을수록, 하드 코팅층의 형성 후의 플라스틱 안경 렌즈 기재의 면 형상 변화가 작다.
◎: 측정 범위 내에서 도수 변화 없음
○: 측정 범위 내에서 0.1D 미만의 도수 변화 있음
△: 측정 범위 내에서 0.1D 이상 0.2D 미만의 도수 변화 있음
×: 측정 범위 내에서 0.2D 이상의 도수 변화 있음
(내찰상성(그의 1))
본스타#0000 스틸울(닛폰스틸울(주)제)로 2kg의 하중을 걸고, 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재 중의 하드 코팅층 표면을 10왕복 마찰하고, 하드 코팅층 표면(1cm×3cm)에 있어서 흠집난 정도를 육안으로 다음의 단계로 나누어 평가했다.
◎: 전혀 흠집이 나지 않는다.
○: 1∼30개의 흠집이 난다.
△: 31∼100개의 흠집이 난다.
×: 101개 이상의 흠집이 난다.
(내찰상성(그의 2))
하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재 대신에 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 이용한 것 이외에는, 상기 (내찰상성(그의 1))과 마찬가지의 수순으로 평가를 행했다.
(외관 특성)
어둠상자 내에 설치한 형광등 및 슬라이드 프로젝터에 의한 외관 검사를 육안에 의해 행했다. 구체적으로는, 형광등의 광을 하드 코팅층 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재에 투과시킨 투과광 검사 및 형광등의 광을 하드 코팅층면에 반사시킨 반사광 검사에 의해, 하드 코팅층의 백탁 및 평활성을 검사했다.
또, 슬라이드 프로젝터를 이용하여 플라스틱 안경 렌즈 기재 측면으로부터 강한 광을 쬐어, 하드 코팅층의 백탁 및 평활성을 검사했다.
이하의 기준에 따라, 평가를 행했다.
◎: 슬라이드 프로젝터 검사에 있어서 하드 코팅층에 백탁 및 평활성에 결함이 확인되지 않는다.
○: 슬라이드 프로젝터 검사에 있어서 하드 코팅층에 백탁 또는 평활성에 결함이 확인되지만, 어둠상자 내 형광등 검사에 있어서 하드 코팅층에 백탁 및 평활성에 결함이 확인되지 않는다.
×: 어둠상자 내 형광등 검사에 있어서 하드 코팅층에 백탁 및/또는 평활성에 결함이 확인된다.
(밀착성)
JIS-K5600에 준하여, 크로스커트 테이프 시험에 의해 반사 방지막 및 하드 코팅층의 밀착성을 평가했다.
즉, 나이프를 이용하여, 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재의 반사 방지막 표면에 1mm 간격으로 플라스틱 안경 렌즈 기재까지 이르는 칼집을 넣어, 바둑판눈을 25개 형성했다. 다음으로, 칼집을 넣은 반사 방지막 상에 셀로판 점착 테이프(니치반주식회사제; 「셀로테이프(등록상표)」)를 강하게 강압했다. 그 후, 반사 방지막 표면으로부터 90° 방향(수직 방향)으로 재빠르게 셀로판 점착 테이프를 잡아당겨, 박리시킨 후, 플라스틱 안경 렌즈 기재 상에 남아 있는 바둑판눈의 수를 세고, 이하의 기준에 따라 밀착성을 평가했다.
◎: 벗겨짐이 없다.
○: 점상으로 근소하게 벗겨짐을 일으켰다.
△: 표면 면적에 대해서 10% 미만의 벗겨짐을 일으켰다.
×: 표면 면적에 대해서 10% 이상의 벗겨짐을 일으켰다.
(온수 시험)
반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 90℃의 온수 중에 2시간 침지시키고, 취출한 반사 방지막 부착 플라스틱 안경 렌즈 기재를 이용하여 상기 밀착성의 평가와 동일한 평가를 실시했다.
표 1 중, 하드 코팅층 형성용 조성물에 포함되는 각 성분의 함유량을 나타낸다. 한편, 표 1 중에서는, (A) 성분으로부터 (G) 성분까지의 합계량이 「100질량부」가 되도록 환산되어 있다.
표 1 중의 「(G) 첨가제」란에 있어서는, 실시예 1, 3∼6 및 비교예 5에 있어서는 자외선 흡수제의 함유량(질량부)을, 실시예 2에 있어서는 노화 방지제의 함유량을 나타낸다. 또한, 비교예 2∼4에 있어서는, (A) 성분으로부터 (F) 성분에 해당하지 않는 성분의 함유량을 「(G) 첨가제」란에 나타낸다.
표 1 중의 「막 두께(μm)」는 하드 코팅층의 막 두께를 나타낸다.
또한, 표 1 중의 평가란에 있어서, 실용상, 「○」 또는 「◎」인 것이 바람직하다.
Figure 112019061599510-pct00004
표 1에 나타내는 바와 같이, 소정의 성분을 포함하는 하드 코팅층 형성용 조성물을 이용하는 것에 의해, 원하는 효과가 얻어지는 것이 확인되었다.
10: 안경 렌즈
12: 플라스틱 안경 렌즈 기재
14: 하드 코팅층

Claims (7)

  1. 기재 상에 하드 코팅층을 형성하기 위한 하드 코팅층 형성용 조성물로서,
    에폭시기를 복수 갖는 화합물과,
    옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물과,
    광 양이온 중합 개시제와,
    열 양이온 중합 개시제를 포함하고,
    상기 에폭시기를 복수 갖는 화합물 및 상기 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물의 합계 질량에 대한, 상기 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물의 함유량이, 74질량% 이상인, 하드 코팅층 형성용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    추가로, 금속 산화물 입자를 포함하는, 하드 코팅층 형성용 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    추가로, 가수분해성 규소 화합물, 그의 가수분해물, 및 그의 가수분해 축합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 하드 코팅층 형성용 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    하드 코팅층 구성 성분에 대한, 상기 에폭시기를 복수 갖는 화합물 및 상기 옥세탄일기를 갖는 실세스퀴옥세인 화합물의 합계 질량이 35∼70질량%인, 하드 코팅층 형성용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재가 안경 렌즈 기재인, 하드 코팅층 형성용 조성물.
  6. 안경 렌즈 기재와,
    상기 안경 렌즈 기재 상에 배치되는, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 하드 코팅층 형성용 조성물을 이용하여 형성되는 하드 코팅층을 포함하는, 안경 렌즈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하드 코팅층의 막 두께가 1.5μm 이상인, 안경 렌즈.
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