CN115516343B

CN115516343B - 光学部件

Info

Publication number: CN115516343B
Application number: CN202080100371.0A
Authority: CN
Inventors: 石村圭
Original assignee: Nikon Essilor Co Ltd
Current assignee: Nikon Essilor Co Ltd
Priority date: 2020-05-01
Filing date: 2020-05-01
Publication date: 2024-03-15
Anticipated expiration: 2040-05-01
Also published as: WO2021220513A1; JPWO2021220513A1; CA3181969A1; US20230072027A1; EP4145186A1; EP4145186A4; CN115516343A

Abstract

本发明涉及一种光学部件，该光学部件包括塑料基材、配置于塑料基材上的硬涂层及配置于硬涂层上的防反射膜，防反射膜包括交替地层叠的规定的高折射率层及规定的低折射率层，高折射率层及低折射率层满足规定的要件。

Description

光学部件

技术领域

本发明涉及光学部件。

背景技术

眼镜镜片等光学部件的研究正在活跃地进行，在专利文献1中公开了一种包含低折射率层及高折射率层的塑料光学产品。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-15764号公报

发明内容

用于解决课题的技术方案

本发明涉及一种光学部件，该光学部件包括：塑料基材；硬涂层，配置于塑料基材上；及防反射膜，配置于硬涂层上，防反射膜包括交替地层叠的高折射率层及低折射率层，高折射率层包含从由钛、锆、铝、铌、钽及镧组成的组中选择的至少1种的氧化物，低折射率层包含从由硅的氧化物、氟化钙及氟化镁组成的组中选择的至少1种，防反射膜中的高折射率层及低折射率层的合计层数为6层以上，防反射膜中配置于最靠塑料基材侧的层是高折射率层，在将防反射膜中配置于最靠塑料基材侧的低折射率层设为第一低折射率层，将在第一低折射率层之后配置于塑料基材侧的低折射率层设为第二低折射率层，将配置于最靠塑料基材侧的高折射率层设为第一高折射率层的情况下，满足后述的式1～3的关系。

附图说明

图1是光学部件的一个实施方式的剖视图。

具体实施方式

以下，对本实施方式的光学部件进行详细叙述。

作为光学部件，期望防反射性及耐擦伤性优异且防反射膜的密合性优异的光学部件。在本实施方式的光学部件中，能够得到上述特性。

更具体而言，特别是防反射膜中的低折射率层及高折射率层以规定的结构配置，而且，光学部件满足后述的式1～3，从而能够得到上述特性。

此外，在本说明书中，“～”是指以将其前后记载的数值作为下限值及上限值而包含的意思来使用。

另外，在本说明书中，折射率是e线的折射率。

图1是光学部件的一个实施方式的剖视图。

图1所示的光学部件10依次包括塑料基材12、底涂层14、硬涂层16、防反射膜18及防水防油层20。

上述光学部件10包括底涂层14及防水防油层20，但底涂层及防水防油层是任意的部件，本发明的光学部件只要至少包括塑料基材、硬涂层及规定的防反射膜即可。

防反射膜18从塑料基材12侧起依次具有第一高折射率层22H、第一低折射率层22L、第二高折射率层24H、第二低折射率层24L、第三高折射率层26H、第三低折射率层26L、第四高折射率层28H及第四低折射率层28L。

在图1中，防反射膜18的高折射率层及低折射率层的合计层数为8层，但如后所述，本发明的光学部件不限于该方式，高折射率层及低折射率层的合计层数为6层以上即可。

此外，在本说明书中，关于高折射率层的表述，从位于塑料基材侧的高折射率层起依次表述为“第一高折射率层”、“第二高折射率层”等。另外，关于低折射率层的表述，从位于塑料基材侧的低折射率层起依次表述为“第一低折射率层”、“第二低折射率层”等。

在图1中，仅在塑料基材12的单面配置有各层，但也可以在塑料基材12的两面依次配置有底涂层14、硬涂层16、防反射膜18及防水防油层20。即，光学部件可以在塑料基材的两面分别具有硬涂层及防反射膜。

以下，首先，对作为光学部件的特征点的防反射膜进行详细叙述，然后，对其他部件进行详细叙述。

＜防反射膜＞

光学部件包括防反射膜。

防反射膜是具有防止入射的光的反射的功能的层。具体而言，可以在380～780nm的可见区域整个区域具有低反射特性(宽频带低反射特性)。

防反射膜包括交替地层叠的高折射率层及低折射率层。在防反射膜中，规定的高折射率层及规定的低折射率层分别交替地配置即可。即，在2个高折射率层之间配置低折射率层，在2个低折射率层之间配置高折射率层。此外，如后所述，也可以在高折射率层及低折射率层之间配置其他的层(例如，SnO₂层及ITO层)。ITO是氧化铟锡，是氧化铟(In₂O₃)和氧化锡(SnO₂)的混合物。

作为高折射率层，优选折射率为1.60以上的层。

高折射率层包含从由钛、锆、铝、铌、钽及镧组成的组中选择的至少1种的氧化物。其中，高折射率层优选包含氧化锆(ZrO₂)。

高折射率层可以包含2种以上的材料。

作为低折射率层，优选折射率小于1.60的层。

低折射率层包含从由硅的氧化物、氟化钙及氟化镁组成的组中选择的至少1种。其中，低折射率层优选包含二氧化硅(SiO₂)。

低折射率层可以包含2种以上的材料。

防反射膜中的高折射率层及低折射率层的合计层数为6层以上。即，防反射膜包括至少3层高折射率层及至少3层低折射率层。

从光学部件的防反射性、耐擦伤性及防反射膜的密合性的至少1个更优异的观点(以后，也简称为“规定的效果更优异的观点”)出发，上述合计层数优选8层以上。上限没有特别限制，但从生产率的观点出发，优选14层以下，更优选12层以下。

在防反射膜中，配置于最靠塑料基材侧的层是高折射率层。

更具体而言，如图1所示，在防反射膜18中，在最靠塑料基材12侧的位置，配置有第一高折射率层22H。

通过将高折射率层配置于上述规定的位置，防反射膜的密合性提高。虽然上述理由的详细内容尚不清楚，但推测高折射率层显示拉伸应力的材料多，通过将这样的材料配置于上述位置，能够抑制防反射膜的剥离。

在将防反射膜中配置于最靠塑料基材侧的低折射率层设为第一低折射率层，将在第一低折射率层之后配置于塑料基材侧的低折射率层设为第二低折射率层，将配置于最靠塑料基材侧的高折射率层设为第一高折射率层的情况下，光学部件满足式1～3的关系。

式1 L1+L2≥400nm

式2 L1/H1≤25.0

式3 (L1+L2)/H1≤50.0

L1表示第一低折射率层的物理厚度。L2表示第二低折射率层的物理厚度。H1表示第一高折射率层的物理厚度。

式1表示第一低折射率层的物理厚度及第二低折射率层的物理厚度的合计。通过满足式1的关系，主要提高光学部件的耐擦伤性。

其中，从规定的效果更优异的观点出发，L1+L2优选为450nm以上，更优选为480nm以上。上限没有特别限制，但从生产率的观点出发，优选为600nm以下，更优选为550nm以下。

式2表示第一低折射率层的物理厚度相对于第一高折射率层的物理厚度之比。通过满足式2的关系，主要提高防反射膜的密合性。

其中，从规定的效果更优异的观点出发，L1/H1优选为20.0以下，更优选为8.0以下。下限没有特别限制，但3.0以上的情况较多，5.0以上的情况更多。

式3表示第一低折射率层的物理厚度及第二低折射率层的物理厚度的合计层厚度相对于第一高折射率层的物理厚度之比。通过满足式3的关系，主要提高防反射膜的密合性。

其中，从规定的效果更优异的观点出发，(L1+L2)/H1优选为46.0以下。下限没有特别限制，但25.0以上的情况较多，30.0以上的情况更多。

其中，从光学部件的防反射性更优异的观点出发，优选满足式4的关系。

式4 L2≥L1

第一高折射率层的物理厚度只要满足上述关系式，就没有特别限制，但从规定的效果更优异的观点出发，优选为5.0～25.0nm，更优选为8.0～20.0nm。

第一低折射率层的物理厚度只要满足上述关系式，就没有特别限制，但从耐擦伤性更优异的观点出发，优选为50nm以上。上限没有特别限制，优选为300nm以下，更优选为250nm以下。

第二低折射率层的物理厚度只要满足上述关系式，就没有特别限制，但从规定的效果更优异的观点出发，优选为200～550nm，更优选为300～500nm。

第二高折射率层的物理厚度没有特别限制，但从规定的效果更优异的观点出发，优选为5.0～25.0nm，更优选为8.0～20.0nm。

在防反射膜所包含的高折射率层及低折射率层的合计层数为8层的情况下，第三低折射率层的物理厚度从规定的效果更优异的观点出发，优选为15～45nm，更优选为20～40nm。

在防反射膜所包含的高折射率层及低折射率层的合计层数为8层的情况下，第四低折射率层的物理厚度从规定的效果更优异的观点出发，优选为70～110nm，更优选为85～100nm。

在防反射膜所包含的高折射率层及低折射率层的合计层数为8层的情况下，第三高折射率层的物理厚度从规定的效果更优异的观点出发，优选为10～30nm，更优选为15～25nm。

在防反射膜所包含的高折射率层及低折射率层的合计层数为8层的情况下，第四高折射率层的物理厚度从规定的效果更优异的观点出发，优选为50～110nm，更优选为55～110nm。

防反射膜的制造方法没有特别限制，例如，可举出真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、离子束辅助法及CVD(化学气相沉积)法等干式法。

其中，从规定的效果更优异的观点出发，在防反射膜的制造中，优选防反射膜中的至少一部分的层是在通过离子束接受能量的状态(离子辅助蒸镀)下成膜的层。

防反射膜除了上述的高折射率层及低折射率层之外，还可以包括SnO₂层或ITO层。SnO₂层及ITO层可作为防静电层发挥功能。

防反射膜中的SnO₂层及ITO层的配置位置没有特别限制，可以在上述的高折射率层及低折射率层之间。

＜塑料基材＞

塑料基材是支承防反射膜的部件。

塑料基材所包含的塑料(所谓的树脂)的种类没有特别限制，例如，可举出(甲基)丙烯酸酯树脂、硫代聚氨酯树脂、烯丙基树脂、环硫树脂、聚碳酸酯、聚氨酯树脂、聚酯、聚苯乙烯、聚醚砜、聚4-甲基戊烯-1及二乙二醇双烯丙基碳酸酯树脂(CR-39)。其中，优选硫代聚氨酯树脂、环硫树脂或二乙二醇双烯丙基碳酸酯树脂。

作为塑料基材，优选塑料眼镜镜片基材。

塑料眼镜镜片基材的种类没有特别限制，可举出具有凸面及凹面的方式。更具体而言，可举出凸面及凹面都在光学上精加工，按照所希望的度数成形的成品镜片，仅凸面被精加工为光学面(球面、旋转对象非球面、渐近面等)的半成品镜片及半成品镜片的凹面按照佩戴者的处方被加工研磨的镜片。

塑料基材的厚度没有特别限制，但从操作性的观点出发，1～30mm左右的情况较多。

塑料基材的折射率没有特别限制，但1.50以上的情况较多，优选为1.60～1.80，更优选为1.60～1.74。

另外，塑料基材只要具有透光性，也可以不是无色的，也可以包含紫外线吸收剂及吸收从紫外区域到红外区域的特定的波长区域的染料。

另外，塑料基材也可以包含上蓝剂、光稳定剂及抗氧化剂等添加剂。

＜底涂层＞

光学部件可以包括底涂层。

底涂层是配置于塑料基材与硬涂层之间的层，提高硬涂层相对于塑料基材的密合性，并且提高在硬涂层上配置有防反射膜的塑料眼镜镜片对静载荷或冲击的强度。

构成底涂层的材料没有特别限制，可以使用公知的材料，例如，主要使用树脂。使用的树脂的种类没有特别限制，例如，可举出聚氨酯系树脂、环氧系树脂、酚系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚酯系树脂、双马来酰亚胺系树脂及聚烯烃系树脂，优选聚氨酯系树脂。

底涂层也可以包含上述树脂以外的其他成分。

作为其他成分，例如，可举出从Si、Al、Sn、Sb、Ta、Ce、La、Fe、Zn、W、Zr、In及Ti中选择的至少1种金属的氧化物微粒子或它们的复合氧化物微粒子、水解性硅化合物及/或其水解缩合物、导电性填料、特定高分子以及表面活性剂。

底涂层的形成方法没有特别限制，可以采用公知的方法，例如，可举出在塑料基材上涂布包含规定的树脂的底涂层形成用组合物，并根据需要实施固化处理而形成底涂层的方法。

涂布底涂层形成用组合物的方法没有特别限制，例如，可举出在塑料基材上涂布硬涂层形成用组合物的方法中例示的方法。

底涂层的厚度没有特别限制，优选为0.3～2μm。

＜硬涂层＞

光学部件包括硬涂层。

硬涂层是配置于塑料基材与防反射膜之间的层，是赋予塑料基材耐擦伤性的层。

作为硬涂层，优选以国际标准ISO15184及基于该国际标准制定的日本工业标准JISK5600中规定的试验法得到的铅笔硬度表示，显示“H”以上的硬度的硬涂层。

作为硬涂层，可以使用公知的硬涂层，例如，可举出有机系硬涂层、无机系硬涂层及有机-无机混合硬涂层。例如，在眼镜镜片的领域中，一般使用有机-无机混合硬涂层。

硬涂层优选包含聚合性单体的聚合物(使聚合性单体聚合而得到的聚合物)及/或水解性有机硅化合物的缩合物。

聚合性单体没有特别限制，例如可举出后述的特定(甲基)丙烯酸酯、具有自由基聚合性基团的倍半硅氧烷、多官能丙烯酸酯、具有多个环氧基的化合物、具有氧杂环丁基的倍半硅氧烷化合物。

水解性有机硅化合物没有特别限制，例如可举出后述的具有环氧基的有机硅化合物。

另外，硬涂层也可以包含后述的金属氧化物微粒子等无机成分。

硬涂层优选为使用包含聚合性单体的硬涂层形成用组合物而形成的层。

(具有至少1个从由磷酸基及磺酸基组成的组中选择的基团的(甲基)丙烯酸酯)

作为硬涂层形成用组合物可以包含的聚合性单体，可举出具有至少1个选自由磷酸基及磺酸基组成的组的基团(以后，也简称为“特定基团”)的(甲基)丙烯酸酯(以后，也简称为“特定(甲基)丙烯酸酯”)。

此外，所谓(甲基)丙烯酸酯，是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。

作为特定基团，优选磷酸基。

特定(甲基)丙烯酸酯中的特定基团的数量为1以上即可，也可以为2以上。作为上限，例如，可以为5以下。

特定(甲基)丙烯酸酯可以是单官能的，也可以是多官能的。此外，所谓多官能，是指特定(甲基)丙烯酸酯具有2以上的特定基团。

磷酸基是由以下的式子表示的基团。*表示键合位置。

[化学式1]

磺酸基是由以下的式子表示的基团。

[化学式2]

作为特定(甲基)丙烯酸酯，优选由式(A)表示的化合物。

式(A)CH₂＝CR^a1-COO-L^a-R^a2

R^a1表示氢原子或甲基。

L^a表示可以包含杂原子(例如，氧原子、氮原子及硫原子)的2价烃基。2价烃基的碳原子数没有特别限制，优选为1～10。作为2价烃基，例如，可举出亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及这些基团的组合，优选可以包含杂原子的亚烷基(例如，-O-亚烷基-)。

R^a2表示选自由磷酸基及磺酸基组成的组的基团。

(具有自由基聚合性基团的倍半硅氧烷)

作为硬涂层形成用组合物可以包含的聚合性单体，可举出具有自由基聚合性基团的倍半硅氧烷。

自由基聚合性基团，优选具有乙烯性不饱和键的基团。作为具有乙烯性不饱和键的基团，例如，可举出(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基及乙烯基。

此外，一般来说，所谓倍半硅氧烷化合物，是指具有将烷氧基硅烷、氯硅烷及硅烷醇等三官能性硅烷化合物水解而得到的由式(B)表示的基本骨架的硅烷化合物。作为倍半硅氧烷化合物的结构，除了被称为随机结构的不规则的形态之外，还已知梯形结构、笼型(完全缩合笼型)结构及不完全笼型结构(笼型结构的部分开裂结构体，从笼型结构欠缺了硅原子中的一部分的结构、笼型结构的一部分的硅-氧键被切断的结构)。

在以下的式(B)中，R^b表示有机基团。

式(B)R^b-SiO_3/2

具有自由基聚合性基团的倍半硅氧烷化合物的结构没有特别限制，可以是上述随机结构、梯形结构笼型结构及不完全笼型结构中的任一种，另外，也可以是多种结构的混合物。

倍半硅氧烷化合物所包含的自由基聚合性基团当量没有特别限制，但从硬涂层的硬度更优异的观点出发，优选为30～500g/eq.，更优选为30～150g/eq.。

具有自由基聚合性基团的倍半硅氧烷化合物可以通过公知的方法合成，也可以使用市售品。

(多官能丙烯酸酯)

作为硬涂层形成用组合物可以包含的聚合性单体，可举出与特定(甲基)丙烯酸酯及具有自由基聚合性基团的倍半硅氧烷均不同的多官能(甲基)丙烯酸酯。

所谓多官能(甲基)丙烯酸酯，是具有多个(甲基)丙烯酰基的化合物。(甲基)丙烯酰基的数量没有特别限制，优选为2～6个，更优选为2～3个。

作为多官能(甲基)丙烯酸酯，优选由式(C)表示的化合物。

式(C)CH₂＝CR^c1-CO-L^c1-CO-CR^c2＝CH₂

R^c1及R^c2各自独立地表示氢原子或甲基。

L^c1表示可以包含杂原子(例如，氧原子、氮原子、硫原子)的2价烃基。2价烃基的碳原子数没有特别限制，但优选为1～10。作为2价烃基，例如，可举出可以包含杂原子的亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及这些基团的组合，优选可以包含杂原子的亚烷基。

其中，优选包含氧原子的亚烷基，优选以-O-(L^c2-O)_r-表示的基团。此外，L^c2表示亚烷基(优选地，碳原子数1～3)。R表示1以上的整数，优选1～10的整数，更优选2～5的整数。

(具有多个环氧基的化合物)

作为硬涂层形成用组合物可以包含的聚合性单体，可举出具有多个环氧基的化合物(以后，也简称为“多官能环氧化合物”)。

所谓环氧基，是指由以下的式(D)表示的基团。R^d表示氢原子或烷基(例如，甲基、乙基及丙基)。*表示键合位置。

[化学式3]

多官能环氧化合物中包含多个(2个以上)环氧基。环氧基的数量没有特别限制，通常，可以为2～6个，另外，可以为2～3个。

多官能环氧化合物的种类没有特别限制，可举出公知的多官能环氧化合物。作为多官能环氧化合物，例如，可举出双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、苯酚酚醛清漆型环氧化合物、甲酚酚醛清漆型环氧化合物及脂肪族缩水甘油醚型环氧化合物。

(具有氧杂环丁基的倍半硅氧烷化合物)

作为硬涂层形成用组合物可以包含的聚合性单体，可举出具有氧杂环丁基的倍半硅氧烷化合物。

所谓氧杂环丁基，是指由以下的式(E)表示的基团。R^e表示氢原子或烷基(例如，甲基、乙基、丙基)。*表示键合位置。

[化学式4]

具有氧杂环丁基的倍半硅氧烷化合物的结构没有特别限制，可以是上述随机结构、梯形结构、笼型结构及不完全笼型机构中的任一种，另外，也可以是多种结构的混合物。

倍半硅氧烷化合物所包含的氧杂环丁基当量没有特别限制，从硬涂层的硬度更优异的观点出发，优选为50～500g/eq.，更优选为150～300g/eq.。

具有氧杂环丁基的倍半硅氧烷化合物可以用公知的方法合成，也可以使用市售品。作为市售品，例如，可举出东亚合成公司制：OX-SQTX-100，OX-SQSI-20，OX-SQHDX。

硬涂层优选为使用包含水解性有机硅化合物、其水解物及其水解缩合物的硬涂层形成用组合物而形成的层。

(从由式(F)表示的水解性有机硅化合物、其水解物及其水解缩合物组成的组中选择的至少1种)

硬涂层形成用组合物优选包含由式(F)表示的水解性硅化合物、其水解物及其水解缩合物组成的组的至少1种(以后，也简称为“水解性有机硅化合物类”)。此外，所谓水解性有机硅化合物，是指在硅原子上结合有有机基团及水解性基团的化合物。有机基团优选为环氧基。

式(F)R^f1-L^f-Si(R^f2)_s(R^f3)_3-s

R^f1表示环氧基。

环氧基的定义如上所述。

L^f表示可以包含杂原子的2价烃基。炭化水素基的碳原子数没有特别限制，优选为1～10。作为2价烃基，例如，可举出亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及这些基团的组合，优选可以包含杂原子的亚烷基。

R^f2表示水解性基团。水解性基团是与Si(硅原子)直接键合并可以进行水解反应及/或缩合反应的基团。作为水解性基团，例如，可举出烷氧基、羟基、卤素原子、酰氧基、烯氧基及异氰酸酯基。

R^f3表示烷基。由R^f3表示的烷基的碳原子数优选为1～10。

s表示1～3的整数。s优选为3。

所谓水解性有机硅化合物的水解物，是指水解性有机硅化合物中的水解性基团水解而得到的化合物。此外，上述水解物可以是水解性基团全部被水解的水解物(完全水解物)，也可以是水解性基团的一部分被水解的水解物(部分水解物)。即，上述水解物可以是完全水解物、部分水解物或它们的混合物。

另外，所谓水解性有机硅化合物的水解缩合物，是指水解性有机硅化合物中的水解性基团水解，将得到的水解物缩合而得到的化合物。此外，作为上述水解缩合物，可以是所有的水解性基团水解，且水解物全部缩合的水解缩合物(完全水解缩合物)，也可以是一部分水解性基团水解，一部分水解物缩合的水解缩合物(部分水解缩合物)。即，上述水解缩合物可以是完全水解缩合物、部分水解缩合物或它们的混合物。

水解性有机硅化合物可以单独使用1种，也可以同时使用2种以上的水解性有机硅化合物。另外，也可以与包含聚合性单体的硬涂层形成用组合物并用。

(金属氧化物微粒子)

硬涂层形成用组合物可以包含金属氧化物微粒子。

金属氧化物微粒子的种类没有特别限制，可举出公知的金属氧化物微粒子。作为金属氧化物微粒子，例如，可举出从Si、Al、Sn、Sb、Ta、Ce、La、Fe、Zn、W、Zr、In及Ti中选择的至少1种金属的氧化物的微粒子。其中，从操作性的观点出发，优选金属氧化物微粒子为包含Si的氧化物的微粒子(酸化硅微粒子)、包含Sn的氧化物的微粒子(氧化锡微粒子)、包含Zr的氧化物的微粒子(氧化锆微粒子)或包含Ti的氧化物的微粒子(酸化钛微粒子)。

此外，金属氧化物微粒子中可以仅包含上述例示的1种金属(金属原子)，也可以包含2种以上的金属(金属原子)。

另外，Si(硅)有时被分类为半金属，但在本说明书中，将Si包含在金属中。

金属氧化物微粒子的平均粒径没有特别限制，例如，优选为1～200nm，更优选为5～30nm。若在上述范围内，则硬涂层形成用组合物中的金属氧化物微粒子的分散稳定性更优异。

此外，上述平均粒径是利用透射型电子显微镜测定20个以上的金属氧化物微粒子的直径，并将它们进行算术平均而求出的。此外，在金属氧化物微粒子不是正圆状的情况下，将长径作为直径。

在金属氧化物微粒子的表面，根据需要，可以导入各种官能团。

(其他成分)

硬涂层形成用组合物可以包含上述的成分以外的成分。

包含聚合性单体的硬涂层形成用组合物可以包含自由基聚合引发剂。作为自由基聚合引发剂，可举出光自由基聚合引发剂及热自由基聚合引发剂。

包含聚合性单体的硬涂层形成用组合物可以包含阳离子聚合引发剂。作为阳离子聚合引发剂，可举出光阳离子聚合引发剂及热阳离子聚合引发剂。

包含水解性有机硅化合物的硬涂层形成用组合物可以包含固化催化剂。作为固化催化剂，可举出金属螯合化合物及有机锡化合物。

硬涂层形成用组合物可以包含溶剂。

作为溶剂，可以是水，也可以是有机溶剂。

有机溶剂的种类没有特别限制，例如，可举出醇系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂、烃系溶剂、卤代烃系溶剂、酰胺系溶剂、砜系溶剂及亚砜系溶剂。

根据需要，硬涂层形成用组合物可以包含紫外线吸收剂、抗老化剂、涂膜调节剂、光稳定剂、抗氧化剂、着色抑制剂、染料、填充剂和内部脱模剂等各种添加剂。

硬涂层形成用组合物包含上述的各种成分。

硬涂层形成用组合物的制造方法没有特别限制，例如，可以将上述的成分一起混合，也可以分开而阶段地混合各成分。

硬涂层形成用组合物中的聚合性单体的含量没有特别限制，从规定的效果更优异的观点出发，相对于硬涂层形成用组合物中的全固体成分(硬涂层构成成分)，优选为1～100质量％，更优选为5～60质量％。

此外，所谓全固体成分(硬涂层构成成分)，是指通过固化处理构成硬涂层的成分，溶剂不包含在固体成分中。另外，即使成分为液状，只要使构成硬涂层的成分，则以固体成分计算。

硬涂层形成用组合物中的水解性有机硅化合物类的含量没有特别限制，从规定的效果更优异的观点出发，相对于硬涂层形成用组合物中的全固体成分，优选为0.5～70质量％，更优选为1～60质量％。

硬涂层形成用组合物中的金属氧化物微粒子的含量没有特别限制，从规定的效果更优异的观点出发，相对于硬涂层形成用组合物中的全固体成分，优选为10～90质量％，更优选为25～75质量％。

作为硬涂层形成用组合物的优选方式之一，可举出包含多官能环氧化合物、具有氧杂环丁基的倍半硅氧烷化合物、聚合引发剂的硬涂层形成用组合物(以下，也简称为“特定组合物”)。

作为聚合引发剂，优选使用阳离子聚合引发剂，也可以并用光阳离子聚合引发剂及热阳离子聚合引发剂。

特定组合物中的多官能环氧化合物的含量没有特别限制，从硬涂层的耐擦伤性及外观特性更优异，且固化反应速度快的观点出发，相对于特定组合物中的全固体成分(硬涂层构成成分)，优选为1～15质量％，更优选为1～10质量％。

特定组合物中的具有氧杂环丁基的倍半硅氧烷化合物的含量没有特别限制，从硬涂层的耐擦伤性更优异，且硬涂层的应力少的观点出发，相对于特定组合物中的全固体成分，优选为35～70质量％，更优选为35～60质量％。

特定组合物中的聚合引发剂的含量没有特别限制，从硬涂层的耐擦伤性更优异的观点出发，相对于特定组合物中的全固体成分，优选为0.1～3.0质量％，更优选为0.2～1.5质量％。

在特定组合物中包含金属氧化物粒子的情况下，金属氧化物粒子的含量没有特别限制，从硬涂层的耐擦伤性更优异的观点出发，相对于特定组合物中的全固体成分，优选为25～60质量％，更优选为30～50质量％。

也可以在包含多官能环氧化合物和具有氧杂环丁基的倍半硅氧烷化合物的硬涂层形成用组合物中加入水解性硅化合物类。水解性硅化合物类的含量没有特别限制，从硬涂层与基材的密合性更优异的观点出发，相对于特定组合物中的全固体成分，优选小于10质量％，更优选小于9质量％。下限没有特别限制，可举出1质量％以上。

从硬涂层的耐擦伤性及外观特性更优异的观点出发，相对于多官能环氧化合物及具有氧杂环丁基的倍半硅氧烷化合物的合计质量，具有氧杂环丁基的倍半硅氧烷化合物的含量优选超过70质量％，更优选80质量％以上，进一步优选85质量％以上。上限没有特别限制，可以为98质量％以下。

相对于特定组合物中的全固体成分，多官能环氧化合物及具有氧杂环丁基的倍半硅氧烷化合物的合计质量没有特别限制，从硬涂层的耐擦伤性优异的观点出发，优选35～70质量％。

作为使用硬涂层形成用组合物的硬涂层的形成方法，可举出将硬涂层形成用组合物涂布在塑料基材上(或底涂层上)而形成涂膜，对涂膜实施光照射处理及加热处理等固化处理的方法。

作为固化处理，可以仅实施光照射处理及加热处理中的任一方，也可以实施这双方。在实施这双方的情况下，光照射处理及加热处理可以同时实施，也可以在实施一方之后，再实施另一方。

此外，形成涂膜后，根据需要，为了从涂膜除去溶剂，可以实施加热处理等干燥处理。

涂布硬涂层形成用组合物的方法没有特别限制，可举出公知的方法(例如，浸涂法、旋涂法、喷涂法、喷墨涂布法以及流涂法)。

形成的涂膜的膜厚没有特别限制，可以适当选择成为规定的硬涂层的膜厚的膜厚。

光照射处理的条件没有特别限制，可以根据所使用的聚合引发剂的种类来选择适当的条件。

光照射时的光的种类没有特别限制，例如，可举出紫外线及可见光线。作为光源，例如，可举出高压水银灯。

光照射时的累积光量没有特别限制，从生产率及涂膜的固化性的的观点出发，优选为100～3000mJ/cm²，更优选为100～2000mJ/cm²。

加热处理的条件没有特别限制，可以根据所使用的聚合引发剂的种类来选择最佳的条件。

加热温度优选为30～100℃，加热时间优选为5～360分钟。

硬涂层的膜厚没有特别限制，优选为1μm以上，更优选为3μm以上，进一步优选为10μm以上。此外，膜厚的上限例如可以为30μm以下。

上述膜厚是平均膜厚，作为其测定方法，测定硬涂层的任意的5点的膜厚，将它们进行算术平均而求出。

此外，硬涂层也可以包含上蓝剂、光稳定剂及抗氧化剂等添加剂。

＜防水防油层＞

光学部件也可以包含防水防油层。

光学部件优选在防反射膜的与塑料基材侧相反的一侧的表面上具有防水防油层。其中，光学部件优选在最外层具有防水防油层。

防水防油层使光学部件的表面能降低，提高光学部件的防止污染的功能，并且提高光学部件的表面的滑动性，其结果是，提高光学部件的耐磨损性。

构成防水防油层的材料没有特别限制，例如，可举出含氟化合物(包含氟原子的化合物)及含硅化合物(包含硅原子的化合物)。其中，从防水防油性更优异的观点出发，防水防油层优选包含含氟化合物，更优选包含从含有氟取代烷基的有机硅化合物、其水解物及其水解缩合物组成的组中选择的至少1种。

此外，构成防水防油层的材料可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。

所谓含有氟取代烷基的有机硅化合物，是指含有氢原子的一部分或全部被氟原子取代而得到的烷基的有机硅化合物，具有水解性基团。

这里，所谓水解性基团，是指与硅原子直接键合，可以进行水解反应及缩合反应的基团，例如，可举出烷氧基、卤素原子、酰氧基、烯氧基及异氰酸酯基。此外，在水解性基团与1个硅原子直接键合多个的情况下，它们可以相同，也可以不同。

所谓含有氟取代烷基的有机硅化合物的水解物，是指含有氟取代烷基的有机硅化合物中的水解性基团水解而得到的化合物。此外，上述水解物可以是水解性基团全部被水解的水解物(完全水解物)，也可以是水解性基团的一部分被水解的水解物(部分水解物)。即，上述水解物可以是完全水解物、部分水解物或它们的混合物。

所谓含有氟取代烷基的有机硅化合物的水解缩合物，是指含有氟取代烷基的有机硅化合物中的水解性基团水解，并将得到的水解物缩合而得到的化合物。此外，作为上述水解缩合物，可以是所有的水解性基团水解，且水解物全部被缩合的水解缩合物(完全水解缩合物)，也可以是一部分水解性基团水解，一部分水解物被缩合的水解缩合物(部分水解缩合物)。即，上述水解缩合物可以是完全水解缩合物、部分水解缩合物或它们的混合物。

防水防油层的形成方法没有特别限制，可以根据所使用的材料、所希望的性能或厚度等而任意地选择。例如，可举出在镜片基材上涂布包含含有氟取代烷基的有机硅化合物的防水防油层形成用组合物，根据需要实施固化处理的方法及真空蒸镀法。

光学部件所具有的防水防油层的厚度没有特别限制，优选为5～35nm。如果厚度在上述的范围内，则成为防水防油性优异的光学部件。

实施例

以下，通过实施例和比较例更详细地说明上述方式，但并不被这些实施例限定。

＜实施例1＞

作为塑料基材，准备折射率1.60的硫代氨基甲酸酯系合成树脂基板。

接下来，在塑料基材的两面上依次形成折射率1.67的聚氨酯底涂层(厚度：1μm)及折射率1.67的硅系硬涂层(厚度：3μm)。此外，折射率1.67的硅系硬涂层是将包含具有环氧基的有机硅化合物(包括其水解物及其水解缩合物)和以TiO₂为主体的复合氧化物微粒子的硬涂层组合物进行热固化而形成的。

接下来，将得到的塑料基材设置于在真空蒸镀装置(新柯隆公司制，“ACE-1150”)的真空槽内设置的旋转的拱顶上，排气至压力达到1.3×10^-3Pa，在加速电压500V、加速电流100mA的条件下，在硬涂层上实施60秒的Ar离子束清洁后，对以下的所有的层在加速电压500V、加速电流250mA的条件下一边照射Ar离子束，一边用电子束法层叠后述的表1所示的物理的厚度的第一层到第八层，从而形成防反射膜。此外，防反射膜形成在塑料基材的两面。

接下来，从真空蒸镀装置取出具有防反射膜的塑料基材，通过浸渍法在防反射膜上形成防水防油层。用于防水防油层的材料使用OPTOOL AES4E(含有氟取代烷基的有机硅化合物溶液，大金工业制)与KY164(信越化学制)的混合液，以15mm/sec的速度提升。

由此，得到在塑料基材的两面上分别具有底涂层、硬涂层、防反射膜及防水防油层的光学部件。

＜实施例2～10＞

如后述的表1所示，除了对构成防反射膜的层数及构成防反射膜的各层的物理厚度进行了调整之外，按照与实施例1相同的顺序，得到了光学部件。

＜实施例11＞

除了代替折射率1.67的聚氨酯底涂层(厚度：1μm)而使用折射率1.50聚氨酯的底涂层(厚度：1μm)，代替折射率1.67的硅系硬涂层(厚度：3μm)而使用折射率1.50的倍半硅氧烷系硬涂层(厚度：10μm)之外，按照与实施例1相同的顺序，得到了光学部件。此外，折射率1.50的倍半硅氧烷系硬涂层是将包含具有氧杂环丁基的倍半硅氧烷、多官能环氧化合物、具有环氧基的有机硅化合物的水解物、胶体二氧化硅(SiO₂微粒子)的硬涂层组合物紫外线及热固化而形成的。

接下来，除了如表1所示调整了构成防反射膜的各层的物理厚度之外，按照与实施例1相同的顺序，得到了光学部件。

＜实施例12＞

作为塑料基材，在折射率1.60的硫代氨基甲酸酯系合成树脂基板上，依次形成与实施例1相同的底涂层及硬涂层。

接下来，将得到的塑料基材设置于在真空蒸镀装置(SATISLOH公司制，“MC-1200DLX”)的真空槽内设置的旋转的拱顶上，排气至压力达到3.5×10^-3Pa，在阳极电压120V、阳极电流3.5A的条件下在硬涂层上实施60秒的Ar离子束清洁后，对以下的第一层到第七层在阳极电压120V、阳极电流3.5A的条件下一边照射Ar离子束，一边用电子束法层叠后述的表2所示的物理的厚度的第一层到第七层，对第八层在阳极电压120V、阳极电流2.0A的条件下一边照射O₂离子束，一边用电子束法层叠后述的表2所示的物理的厚度的第八层，对第九层在阳极电压120V、阳极电流3.5A的条件下一边照射Ar离子束，一边用电子束法层叠后述的表2所示的物理的厚度的第九层，形成防反射膜。此外，防反射膜形成在塑料基材的两面。

接下来，将具有防反射膜的塑料基材从真空蒸镀装置取出，通过浸渍法在防反射膜上形成防水防油层。用于防水防油层的材料使用OPTOOL AES4E(含有氟取代烷基的有机硅化合物溶液，大金工业制)和KY164(信越化学制)的混合液，以15mm/sec的速度提升。

由此，得到在塑料基材的两面上分别具有底涂层、硬涂层、防反射膜、防水防油层的光学部件。

＜实施例13＞

作为塑料基材，在折射率1.60的硫代氨基甲酸酯系合成树脂基板上依次形成与实施例12相同的底涂层及硬涂层。

接下来，除了如表2所示调整了构成防反射膜的各层的物理厚度之外，按照与实施例12相同的顺序，得到了光学部件。

＜比较例1＞

除了不形成防反射膜之外，按照与实施例1相同的顺序，制作了光学部件。

＜比较例2～9＞

如后述的表3所示，除了调整了构成防反射膜的各层的物理厚度之外，按照与实施例1相同的顺序，得到了光学部件。

＜评价＞

(耐擦伤性评价(Bayer试验方法))

在将4英寸的距离的往复运动作为1个循环时，在1分钟内实施150个循环的往复运动的摆动试验装置中，将各实施例及比较例中制作的光学部件和比较用标准品(无涂层CR39)这2枚光学部件以凸面朝上的方式设置于托盘的底面，将500g的刚铝石注入到托盘中，使其摆动4分钟。

在摆动结束后，从摆动试验装置取出光学部件，利用BYK制Haze-Guard Plus，测定各实施例及比较例的光学部件与比较用标准品的雾度值。

将光学部件的雾度值设为Hs，将比较用标准品的雾度值设为Hcr，求出它们之比R(R＝Hs/Hcr)。比R为10.0以上的情况为合格。

(密合性评价)

取出在各实施例及比较例的顺序中形成防反射膜后，形成防水防油层前的光学部件。在取出的光学部件的防反射膜上，通过刀具，以在1边为1cm的正方形的内侧形成100块正方形的方式加入切缝。接着，在加入了形成的100块的切缝的防反射膜上附着透明胶带，然后立即重复5次用力垂直撕下透明胶带的动作。观察上述动作结束后的防反射膜，确认是否发生了100块的剥离。将没有剥离的情况设为“A”，将即使是一部分但有剥离的情况设为“B”。

(防反射性评价)

利用奥林巴斯制USPM-RU，测定所制作的光学部件的凸面的380～780nm的波长的反射率。根据得到的反射率求出视见反射率Rv，将Rv＜1.0％设为“A”，将1.0％≤Rv＜2.0％设为“B”，将2.0％≤Rv＜3.0％设为“C”，将3.0％≤Rv设为“D”。

表1～3中的ZrO₂层的折射率为2.00，SiO₂层的折射率为1.47。

表1～3中，“层结构”栏表示构成防反射膜的层。此外，在“层结构”栏中，从上起依次表示配置于塑料基材侧的层。另外，“H1”“H2”等表示从塑料基材侧计数的高折射率层的顺序，“L1”“L2”等表示从塑料基材侧计数的低折射率层的顺序。例如，“1：ZrO₂(H1)”是在防反射膜中从塑料基材侧起配置于第1层的ZrO₂层，相当于从塑料基材侧起计数的第1层的高折射率层。另外，“6：SiO₂层(L3)”是在防反射膜中从塑料基材侧计数配置于第6层的SiO₂层，相当于从塑料基材侧起计数的第3层的低折射率层。

表1～3中，“层结构”栏的的各数值表示各层的物理厚度。例如，“1：ZrO₂(H1)”栏的“80”是指第一高折射率层的物理厚度为80nm。

[表1]

[表2]

[表3]

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此外，在上述比较例9中，“3：ZrO₂(H2)”栏中记载的层相当于第一高折射率层(H1)，作为“L1/H1”及“(L1+L2)/H1”中的“H1”的值，使用上述“3：ZrO₂(H2)”栏。

如表1所示，可以确认，只要是规定的光学部件，就可以得到所希望的效果。

其中，确认到在满足式4(L2≥L1)的情况下，防反射性更优异。

标号说明

10 光学部件

12 塑料基材

14 底涂层

16 硬涂层

18 防反射膜

20 防水防油层

22H 第一高折射率层

22L 第一低折射率层

24H 第二高折射率层

24L 第二低折射率层

26H 第三高折射率层

26L 第三低折射率层

28H 第四高折射率层

28L 第四低折射率层

Claims

1.一种光学部件，包括：

塑料基材；

硬涂层，配置于所述塑料基材上；及

防反射膜，配置于所述硬涂层上，

所述防反射膜包括交替地层叠的高折射率层及低折射率层，

所述高折射率层包含从由钛、锆、铝、铌、钽及镧组成的组中选择的至少1种的氧化物，

所述低折射率层包含从由硅的氧化物、氟化钙及氟化镁组成的组中选择的至少1种，

所述防反射膜中的所述高折射率层及所述低折射率层的合计层数为8层，

所述防反射膜中配置于最靠所述塑料基材侧的层是所述高折射率层，

在将所述防反射膜中配置于最靠所述塑料基材侧的所述低折射率层设为第一低折射率层，将在所述第一低折射率层之后配置于所述塑料基材侧的所述低折射率层设为第二低折射率层，将配置于最靠所述塑料基材侧的所述高折射率层设为第一高折射率层的情况下，满足式1～3的关系：

式1 L1+L2≥400nm

式2 L1/H1≤25.0

式3 (L1+L2)/H1≤50.0

L1表示所述第一低折射率层的物理厚度，L2表示所述第二低折射率层的物理厚度，H1表示所述第一高折射率层的物理厚度，

在将在所述第一高折射率层之后配置于所述塑料基材侧的所述高折射率层设为第二高折射率层，将在所述第二高折射率层之后配置于所述塑料基材侧的所述高折射率层设为第三高折射率层的情况下，所述第三高折射率层的物理厚度为10～30nm。

2.根据权利要求1所述的光学部件，其中，

满足式4的关系：

式4L2≥L1。

3.根据权利要求1或2所述的光学部件，其中，

所述高折射率层包含氧化锆。

4.根据权利要求1或2所述的光学部件，其中，

所述低折射率层包含二氧化硅。

5.根据权利要求1或2所述的光学部件，其中，

在所述防反射膜的与所述塑料基材侧相反的一侧的表面上具有防水防油层。

6.根据权利要求1或2所述的光学部件，其中，

所述防反射膜还包括SnO₂层或ITO层。

7.根据权利要求1或2所述的光学部件，其中，

所述光学部件用于眼镜镜片。