JP2009258400A - ライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法および該方法から得られる光学基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、光学基板上に特定の波長域における光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層を備えた光学基板を製造する方法および該方法から得られる光学基板に関するものである。
【解決手段】 平均粒子径が2〜100nmの金属酸化物微粒子と珪素含有化合物とを含む塗料組成物を、光学基板の少なくとも片面(凸面)に湿式法にて塗布して硬化させることによって、該光学基板上に、前記金属酸化物微粒子を10〜70重量%含み、かつ前記ハードコート層より屈折率が0.02以上高く、しかも基板中心部における膜厚が150〜550nmの範囲にある硬化塗膜からなるライトカラーミラーコート層を形成することを特徴とするライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法。
【選択図】 なし
【解決手段】 平均粒子径が2〜100nmの金属酸化物微粒子と珪素含有化合物とを含む塗料組成物を、光学基板の少なくとも片面(凸面)に湿式法にて塗布して硬化させることによって、該光学基板上に、前記金属酸化物微粒子を10〜70重量%含み、かつ前記ハードコート層より屈折率が0.02以上高く、しかも基板中心部における膜厚が150〜550nmの範囲にある硬化塗膜からなるライトカラーミラーコート層を形成することを特徴とするライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法。
【選択図】 なし
Description
本発明は、基板表面にハードコート層を形成してなる光学基板上に特定の波長域における光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層を備えた光学基板を製造する方法および該方法から得られる光学基板に関する。
従来より、サングラスなどのミラーコート層付き光学基板、特にプラスチック製のミラーコート層付きレンズ基板については、数多くの特許出願がなされている。
たとえば、特許文献1には、低屈折率層と高屈折率層とからなる特定の機能膜を交互に7層以上、特定の膜厚で積層してなる、反射増加効果を有するレンズ表面(凸面)と、反射防止効果を有するレンズ裏面(凹面)とを備えたプラスチック製のミラーコート層付きレンズが開示されている。
たとえば、特許文献1には、低屈折率層と高屈折率層とからなる特定の機能膜を交互に7層以上、特定の膜厚で積層してなる、反射増加効果を有するレンズ表面(凸面)と、反射防止効果を有するレンズ裏面(凹面)とを備えたプラスチック製のミラーコート層付きレンズが開示されている。
また、特許文献2には、染料および/または顔料を用いて着色した合成樹脂製レンズの表面(凸面)に誘電体多層膜からなるミラーコート層を施し、さらにその裏面(凹面)に誘電体多層膜からなる反射防止膜を施したミラーコート層付きサングラスが開示されている。ここで、ミラーコート層を構成する誘電体多層膜は、屈折率1.95〜2.4の高屈折率層とSiO2からなる低屈折率層を交互に積層(実施例での積層数は、4層〜8層)してなるものである。
しかし、これらの文献に記載された発明では、複数の低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層してなるミラーコート層を真空蒸着法を用いて光学レンズ上に形成しているため、その作製に手間がかかり、高コストとなってしまうという問題があった。また、これらのレンズは、衝撃緩和能力を有するプライマー層を、光学レンズとハードコート層との間に敷設しないと、耐衝撃性に劣るという欠点があった。
本発明者らは、上記のような問題を解決することを目的として鋭意研究を行った結果、380〜780nmの範囲にある特定波長域の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層を形成するための塗料組成物を、光学基板の少なくとも片面(凸面)に湿式法にて塗布して硬化させることによって、特定の性状を有するライトカラーミラーコート層を形成すればよいことを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明においては、従来公知の真空蒸着法を用いずに、湿式法を用いてカラー調整が容易なライトカラーミラーコート層を光学基板上に形成する方法を提供するものである。
本発明に係るライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法は、
基板表面にハードコート層を形成してなる光学基板上に、380〜780nmの範囲にある特定波長域の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層を備えた光学基板の製造方法であって、
平均粒子径が2〜100nmの金属酸化物微粒子と珪素含有化合物とを含む塗料組成物を、前記光学基板の少なくとも片面(凸面)に湿式法にて塗布して硬化させることによって、
該光学基板上に、前記金属酸化物微粒子を10〜70重量%含み、かつ前記ハードコート層より屈折率が0.02以上高く、しかも基板中心部における膜厚が150〜550nmの範囲にある硬化塗膜からなるライトカラーミラーコート層を形成すること
を特徴としている。
基板表面にハードコート層を形成してなる光学基板上に、380〜780nmの範囲にある特定波長域の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層を備えた光学基板の製造方法であって、
平均粒子径が2〜100nmの金属酸化物微粒子と珪素含有化合物とを含む塗料組成物を、前記光学基板の少なくとも片面(凸面)に湿式法にて塗布して硬化させることによって、
該光学基板上に、前記金属酸化物微粒子を10〜70重量%含み、かつ前記ハードコート層より屈折率が0.02以上高く、しかも基板中心部における膜厚が150〜550nmの範囲にある硬化塗膜からなるライトカラーミラーコート層を形成すること
を特徴としている。
前記金属酸化物微粒子は、チタニウム、鉄、亜鉛、錫、タングステン、タンタル、ジルコニウム、アンチモン、ニオブ、インジウム、セリウムおよびアルミニウムから選ばれた1種または2種以上の金属元素の酸化物微粒子および/または複合酸化物微粒子であることが好ましい。
また、前記金属酸化物微粒子は、チタニウム、鉄、亜鉛、錫、タングステン、タンタル、ジルコニウム、アンチモン、ニオブ、インジウム、セリウムおよびアルミニウムから選ばれた1種または2種以上の金属元素の酸化物微粒子と珪素の酸化物微粒子との混合物および/または前記金属元素と珪素とを含む複合酸化物微粒子であることが好ましい。
また、前記金属酸化物微粒子は、チタニウム、鉄、亜鉛、錫、タングステン、タンタル、ジルコニウム、アンチモン、ニオブ、インジウム、セリウムおよびアルミニウムから選ばれた1種または2種以上の金属元素の酸化物微粒子と珪素の酸化物微粒子との混合物および/または前記金属元素と珪素とを含む複合酸化物微粒子であることが好ましい。
前記珪素含有化合物は、下記(A)、(B)および(C)から選ばれた1種または2種以上の化合物であることが好ましい。
(A)下記一般式(I)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物;
R1R2 aSi(OR3)3-a ……(I)
(式中、R1は炭素数1〜6の炭化水素基、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基またはアミノ基を有する有機基、R2は炭素数1〜4の炭化水素基、R3は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基、aは0または1を表す。)、
(B)下記一般式(II)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物;
〔(R4)b Si(OR5)3-b〕2 R6 ……(II)
(式中、R4は炭素数1〜5のアルキル基であり、R5は炭素数1〜4のアルキル基またはアシル基であり、R6はメチレン基または炭素数2〜20のアルキレン基であり、bは0または1を表す。)、
(C)下記一般式(III)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物;
Si(OR7)4 ……(III)
(式中、R7は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基を表す。)。
(A)下記一般式(I)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物;
R1R2 aSi(OR3)3-a ……(I)
(式中、R1は炭素数1〜6の炭化水素基、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基またはアミノ基を有する有機基、R2は炭素数1〜4の炭化水素基、R3は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基、aは0または1を表す。)、
(B)下記一般式(II)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物;
〔(R4)b Si(OR5)3-b〕2 R6 ……(II)
(式中、R4は炭素数1〜5のアルキル基であり、R5は炭素数1〜4のアルキル基またはアシル基であり、R6はメチレン基または炭素数2〜20のアルキレン基であり、bは0または1を表す。)、
(C)下記一般式(III)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物;
Si(OR7)4 ……(III)
(式中、R7は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基を表す。)。
前記光学基板は、プラスチックレンズ基板であることが好ましい。
また、前記塗料組成物を光学基板上に塗布する方法は、湿式法に基づくディップコート法、スピンコート法またはロールコート法であることが好ましい。
さらに、前記光学基板とハードコート層の間には、プライマー層を敷設することが好ましい。
また、前記ライトカラーミラーコート層の表面は、フルオロシラン化合物で処理することが好ましい。
また、前記塗料組成物を光学基板上に塗布する方法は、湿式法に基づくディップコート法、スピンコート法またはロールコート法であることが好ましい。
さらに、前記光学基板とハードコート層の間には、プライマー層を敷設することが好ましい。
また、前記ライトカラーミラーコート層の表面は、フルオロシラン化合物で処理することが好ましい。
本発明に係るライトカラーミラーコート層付き光学基板は、上記のいずれかの方法から得られるものであることを特徴としている。
また、前記ライトカラーミラーコート層は、前記光学基板の少なくとも片面(凸面)に一層、設けてなることが好ましい。
さらに、前記ライトカラーミラーコート層は、380〜780nmの範囲にある特定波長域の光を比較的多く反射するものであることが好ましい。
また、前記ライトカラーミラーコート層は、前記光学基板の少なくとも片面(凸面)に一層、設けてなることが好ましい。
さらに、前記ライトカラーミラーコート層は、380〜780nmの範囲にある特定波長域の光を比較的多く反射するものであることが好ましい。
本発明の方法によれば、容易にカラー調整ができ、しかもファッション性、透明性、密着性、耐擦傷性、耐候性、耐光性などに優れたライトカラーミラーコート層付き光学基板、特にプラスチック製の光学レンズ基板を経済的かつ容易に製造することができる。
また、前記光学基板のカラー調整は、該光学基板上に形成される硬化塗膜の屈折率と光学膜厚とが所定の値となるように予め設計(金属酸化物微粒子の種類選択や塗料組成物の組成調整等を含む)して前記ライトカラーミラーコート層を構成することにより、容易に行うことができる。
さらに、従来公知の方法(真空蒸着方法)から得られたプラスチック製の光学レンズ基板の場合は、衝撃緩和能力を有するプライマー層が該光学レンズ基板とハードコート層との間に敷設されていないと、耐衝撃性に劣るため、落としたりすると割れてしまったりすることがあったが、本発明の方法によれば、前記のプライマー層を敷設しなくとも、耐衝撃性に強いプラスチック製の光学レンズ基板などを得ることができる。
また、前記光学基板のカラー調整は、該光学基板上に形成される硬化塗膜の屈折率と光学膜厚とが所定の値となるように予め設計(金属酸化物微粒子の種類選択や塗料組成物の組成調整等を含む)して前記ライトカラーミラーコート層を構成することにより、容易に行うことができる。
さらに、従来公知の方法(真空蒸着方法)から得られたプラスチック製の光学レンズ基板の場合は、衝撃緩和能力を有するプライマー層が該光学レンズ基板とハードコート層との間に敷設されていないと、耐衝撃性に劣るため、落としたりすると割れてしまったりすることがあったが、本発明の方法によれば、前記のプライマー層を敷設しなくとも、耐衝撃性に強いプラスチック製の光学レンズ基板などを得ることができる。
以下、本発明に係るライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法、および該方法から得られる光学基板について具体的に説明する。
[ライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法]
本発明に係るライトカラーミラーコート層付き光学基板は、基板表面にハードコート層を予め形成してなる光学基板の少なくとも片面(凸面)に、平均粒子径が2〜100nmの金属酸化物微粒子と珪素含有化合物とを含む塗料組成物を湿式法にて塗布して硬化させることによって製造される。
ここで、前記塗料組成物は、該塗料組成物を塗布・加熱して得られる硬化塗膜の屈折率が前記ハードコート層の屈折率より0.02以上高くなるようにその組成を構成する必要があり、また基板中心部における前記硬化塗膜の膜厚が150〜550nmとなるように湿式法にて塗布する必要がある。
前記金属酸化物微粒子の種類については、ハードコート層の形成時に使用された金属酸化物微粒子より屈折率が高いものを使用することが望ましく、また前記光学膜厚については、所望するカラー(すなわち、ライトカラーミラーコート層の反射色)が何色とするかにより適宜選択される。
本発明に係るライトカラーミラーコート層付き光学基板は、基板表面にハードコート層を予め形成してなる光学基板の少なくとも片面(凸面)に、平均粒子径が2〜100nmの金属酸化物微粒子と珪素含有化合物とを含む塗料組成物を湿式法にて塗布して硬化させることによって製造される。
ここで、前記塗料組成物は、該塗料組成物を塗布・加熱して得られる硬化塗膜の屈折率が前記ハードコート層の屈折率より0.02以上高くなるようにその組成を構成する必要があり、また基板中心部における前記硬化塗膜の膜厚が150〜550nmとなるように湿式法にて塗布する必要がある。
前記金属酸化物微粒子の種類については、ハードコート層の形成時に使用された金属酸化物微粒子より屈折率が高いものを使用することが望ましく、また前記光学膜厚については、所望するカラー(すなわち、ライトカラーミラーコート層の反射色)が何色とするかにより適宜選択される。
前記ライトカラーミラーコート層を形成するための塗料組成物(以下、「ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物」ともいう。)としては、平均粒子径が2〜100nm、好ましくは3〜80nmの金属酸化物微粒子と珪素含有化合物とを含むものが使用される。
以下、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物について、さらに具体的に述べれば、次の通りである。
以下、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物について、さらに具体的に述べれば、次の通りである。
金属酸化物微粒子
前記金属酸化物微粒子としては、チタニウム、鉄、亜鉛、錫、タングステン、タンタル、ジルコニウム、アンチモン、ニオブ、インジウム、セリウムおよびアルミニウムから選ばれた1種または2種以上の金属元素の酸化物微粒子および/または複合酸化物微粒子を使用することが好ましい。
さらに、前記金属酸化物微粒子としては、チタニウム、鉄、亜鉛、錫、タングステン、タンタル、ジルコニウム、アンチモン、ニオブ、インジウム、セリウムおよびアルミニウムから選ばれた1種または2種以上の金属元素の酸化物微粒子と珪素の酸化物微粒子との混合物および/または前記金属元素と珪素とを含む複合酸化物微粒子を使用することもできる。
前記金属酸化物微粒子としては、チタニウム、鉄、亜鉛、錫、タングステン、タンタル、ジルコニウム、アンチモン、ニオブ、インジウム、セリウムおよびアルミニウムから選ばれた1種または2種以上の金属元素の酸化物微粒子および/または複合酸化物微粒子を使用することが好ましい。
さらに、前記金属酸化物微粒子としては、チタニウム、鉄、亜鉛、錫、タングステン、タンタル、ジルコニウム、アンチモン、ニオブ、インジウム、セリウムおよびアルミニウムから選ばれた1種または2種以上の金属元素の酸化物微粒子と珪素の酸化物微粒子との混合物および/または前記金属元素と珪素とを含む複合酸化物微粒子を使用することもできる。
また、前記金属酸化物微粒子は、前記金属元素の酸化物または複合酸化物からなる核粒子の表面を、前記金属元素の複合酸化物などで被覆してなるコアシェル構造を有するものであってもよい。このような金属酸化物微粒子としては、たとえばチタニウム、錫および珪素を含む複合酸化物微粒子の表面をジルコニウムおよび珪素を含む複合酸化物で被覆してなるコアシェル型複合酸化物微粒子などがある。
なお、これらの金属酸化物微粒子の製造方法は、公知の方法で製造することができ、たとえば特許2783417号公報、特許第3031571号公報、または特許第3203142号公報に記載された発明などが挙げられる。
なお、これらの金属酸化物微粒子の製造方法は、公知の方法で製造することができ、たとえば特許2783417号公報、特許第3031571号公報、または特許第3203142号公報に記載された発明などが挙げられる。
また、前記金属酸化物微粒子は、その粒子表面が有機珪素化合物またはアミン類で処理されていることが好ましい。
前記金属酸化物微粒子の表面処理に使用される有機珪素化合物(以下「有機珪素化合物(1)」ともいう。)としては、加水分解性基を有する従来公知のシランカップリング剤を用いることができ、さらに詳しくは下記一般式(I)または下記一般式(III)で表される有機珪素化合物などを使用することが好ましい。
R1R2 aSi(OR3)3-a ……(I)
(式(I)中、R1は炭素数1〜6の炭化水素基、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基またはアミノ基を有する有機基、R2は炭素数1〜4の炭化水素基、R3は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基、aは0または1を表す。)
前記金属酸化物微粒子の表面処理に使用される有機珪素化合物(以下「有機珪素化合物(1)」ともいう。)としては、加水分解性基を有する従来公知のシランカップリング剤を用いることができ、さらに詳しくは下記一般式(I)または下記一般式(III)で表される有機珪素化合物などを使用することが好ましい。
R1R2 aSi(OR3)3-a ……(I)
(式(I)中、R1は炭素数1〜6の炭化水素基、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基またはアミノ基を有する有機基、R2は炭素数1〜4の炭化水素基、R3は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基、aは0または1を表す。)
上記一般式(I)で表される有機珪素化合物の代表例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、α−グルシドキシメチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチ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−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エトキシシラン、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−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、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキキシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキキシラン等が挙げられる。これらの中でもメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、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を使用することが好ましい。これらの有機珪素化合物は、1種ばかりでなく、2種以上を混合して使用してもよい。
Si(OR7)4 ……(III)
(式(III)中、R7は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基を表す。)
上記一般式(III)で表される有機珪素化合物の代表例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン等が挙げられる。これらの中でもテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランを使用することが好ましい。これらの有機珪素化合物は、1種ばかりでなく、2種以上を混合して使用してもよい。
(式(III)中、R7は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基を表す。)
上記一般式(III)で表される有機珪素化合物の代表例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン等が挙げられる。これらの中でもテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランを使用することが好ましい。これらの有機珪素化合物は、1種ばかりでなく、2種以上を混合して使用してもよい。
この表面処理は、前記有機珪素化合物(1)の加水分解性基を加水分解させる前に行ってもよく、あるいは部分加水分解または加水分解させた後に行ってもよい。また、この表面処理の操作が終了した段階では、前記加水分解性基のすべてが、前記金属酸化物微粒子の表面に存在する−OH基と反応した状態となっていることが好ましいが、その一部が未反応のまま残存した状態であってもよい。なお、この表面処理を行なう場合には、前記金属酸化物微粒子として、表面に−OH基を有する金属酸化物微粒子を使用することが望ましい。
また、前記金属酸化物微粒子の表面処理に使用されるアミン系化合物としては、アンモニア;エチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミン、n−プロピルアミン等のアルキルアミン;ベンジルアミン等のアラルキルアミン;ピペリジン等の脂環式アミン;モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン;テトラメチルアンモニウム塩、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等の第4級アンモニウム塩または第4級アンモニウムハイドロオキサイドなどが挙げられる。これらのアミン系化合物は、1種ばかりでなく、2種以上を混合して使用してもよい。
前記金属酸化物微粒子の表面を前記有機珪素化合物(1)または前記アミン系化合物で処理(改質)するには、これらの化合物を、前記金属酸化物微粒子を分散させたアルコール水溶液に混合し、必要に応じて触媒を加えた後、常温で所定時間、放置するか、あるいは所定の温度条件下で加熱処理するとよい。
また、前記有機珪素化合物(1)を用いる場合には、該有機珪素化合物の部分加水分解物および/または加水分解物を含むアルコール水溶液に、前記金属酸化物微粒子を分散させたアルコール水溶液を添加して加熱処理することによって、前記金属酸化物微粒子の表面を処理(改質)してもよい。
また、前記有機珪素化合物(1)を用いる場合には、該有機珪素化合物の部分加水分解物および/または加水分解物を含むアルコール水溶液に、前記金属酸化物微粒子を分散させたアルコール水溶液を添加して加熱処理することによって、前記金属酸化物微粒子の表面を処理(改質)してもよい。
前記金属酸化物微粒子の分散溶媒は、水が好ましいが、有機溶媒と溶媒置換して使用することも可能である。使用できる有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、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、エチレングリコール等のグルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類などが挙げられる。
前記表面処理の際に使用される前記有機珪素化合物(1)または前記アミン系化合物の添加量は、前記金属酸化物微粒子100重量部に対して1〜30重量部、好ましくは2〜20重量部の範囲にあることが望ましい。前記添加量が1重量部未満であると、粒子表面の改質効果が発現しない場合があり、前記添加量が30重量部を超えると、得られる金属酸化物微粒子の屈折率が低下する傾向にある。
本発明の方法から形成されるライトカラーミラーコート層中の、前記金属酸化物微粒子に由来する成分の含量(固形分割合)は、該硬化塗膜(金属酸化物微粒子の表面処理を除く有機珪素化合物の加水分解基が完全縮合したものとみなす。)100重量%に対して、10〜70重量%、好ましくは15〜60重量%であることが望ましい。
前記含量(固形分割合)が10重量%未満であると、プラスチック基板などの光学基板上に形成されるライトカラーミラーコート層の耐擦傷性が不十分となる場合や、屈折率の高いライトカラーミラーコート層を形成できない場合がある。また、前記含量(固形分割合)が70%を越えると、ライトカラーミラーコート層とハードコート層との密着性が低下する場合や、硬化塗膜にクラックが生じる場合がある。
前記含量(固形分割合)が10重量%未満であると、プラスチック基板などの光学基板上に形成されるライトカラーミラーコート層の耐擦傷性が不十分となる場合や、屈折率の高いライトカラーミラーコート層を形成できない場合がある。また、前記含量(固形分割合)が70%を越えると、ライトカラーミラーコート層とハードコート層との密着性が低下する場合や、硬化塗膜にクラックが生じる場合がある。
前記金属酸化物微粒子の平均粒子径は、2〜100nm、好ましくは3〜80nmの範囲にあることが望まれる。前記平均粒子径が2nm未満であると、前記金属酸化物微粒子の分散安定性が悪くなり、該粒子を含む塗料組成物の保存安定性が悪化する傾向がある。また、前記平均粒子径が100nmを超えると、薄膜層が白濁したり、耐擦傷性が低下する傾向にある。
珪素含有化合物
前記珪素含有化合物としては、下記(A)、(B)および(C)から選ばれた1種または2種以上の化合物を使用することが好ましい。
(A)下記一般式(I)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物。
R1R2 aSi(OR3)3-a ……(I)
(式中、R1は炭素数1〜6の炭化水素基、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基またはアミノ基を有する有機基、R2は炭素数1〜4の炭化水素基、R3は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基、aは0または1を表す。)
前記珪素含有化合物としては、下記(A)、(B)および(C)から選ばれた1種または2種以上の化合物を使用することが好ましい。
(A)下記一般式(I)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物。
R1R2 aSi(OR3)3-a ……(I)
(式中、R1は炭素数1〜6の炭化水素基、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基またはアミノ基を有する有機基、R2は炭素数1〜4の炭化水素基、R3は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基、aは0または1を表す。)
上記一般式(I)で表される有機珪素化合物(以下、「有機珪素化合物(2)」ともいう。)としては、代表例としてアルコキシシラン化合物が挙げられ、具体的には、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、α−グルシドキシメチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチ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−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エトキシシラン、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−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、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキキシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキキシラン等が挙げられる。これらの中でも、メチ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メチルジエトキシシラン、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を使用することが好ましい。これらの有機珪素化合物(2)は、1種ばかりでなく、2種以上を混合して使用してもよい。
(B)下記一般式(II)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物。
〔(R4)b Si(OR5)3-b〕2 R6 ……(II)
(式中、R4は炭素数1〜5のアルキル基であり、R5は炭素数1〜4のアルキル基またはアシル基であり、R6はメチレン基または炭素数2〜20のアルキレン基であり、bは0または1を表す。)
〔(R4)b Si(OR5)3-b〕2 R6 ……(II)
(式中、R4は炭素数1〜5のアルキル基であり、R5は炭素数1〜4のアルキル基またはアシル基であり、R6はメチレン基または炭素数2〜20のアルキレン基であり、bは0または1を表す。)
上記一般式(II)で表される有機珪素化合物(以下、「有機珪素化合物(3)」ともいう。)としては、メチレンビスメチルジメトキシシラン、エチレンビスエチルジメトキシシラン、プロピレンビスエチルジメトキシシラン、ブチレンビスメチルジエトキシシラン、メチレンビストリエトキシラン、エチレンビストリメトキシシラン、プロピレンビストリメトキシシラン、ブチレンビストリメトキシシラン、ヘキシレンビストリメトキシシラン等が挙げられる。これらの中でも、ブチレンビストリメトキシシラン、ヘキシレンビストリメトキシシランを使用することが好ましい。これらの有機珪素化合物(3)は、1種ばかりでなく、2種以上を混合して使用してもよい。
(C)下記一般式(III)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物。
Si(OR7)4 ……(III)
(式中、R7は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基を表す。)
Si(OR7)4 ……(III)
(式中、R7は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基を表す。)
上記一般式(III)で表される有機珪素化合物(以下「有機珪素化合物(4)」ともいう。)としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン等が挙げられる。これらの中でも、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランを使用することが好ましい。これらの有機珪素化合物(4)は、1種ばかりでなく、2種以上を混合して使用してもよい。
また、本発明に用いられる塗料組成物を調製する際には、前記有機珪素化合物(2)、(3)および/または(4)は、無溶媒下またはアルコール等の極性有機溶媒中で、酸および水の存在下で部分加水分解または加水分解した後に、前記金属酸化物微粒子と混合することが好ましい。ただし、前記有機珪素化合物(2)、(3)および/または(4)は、前記金属酸化物微粒子またはその分散液(金属酸化物微粒子の分散ゾルやコロイド液など)と混合した後に、部分加水分解または加水分解してもよい。
本発明の方法から形成されるライトカラーミラーコート層中の、前記有機珪素化合物および/またはその加水分解物に由来する成分の含量(固形分割合)は、該硬化塗膜(金属酸化物微粒子の表面処理を除く有機珪素化合物の加水分解基が完全縮合したものとみなす。)100重量%に対して、25〜85重量%、好ましくは35〜80重量%であることが望ましい。
前記含量(固形分割合)が25重量%未満であると、プラスチック基板などの光学基板上に形成されるライトカラーミラーコート層とハードコート層との密着性が低下する場合があり、また前記含量が85重量%を越えると、形成されるライトカラーミラーコート層の耐擦傷性が不十分となる場合や、屈折率の高いライトカラーミラーコート層を形成できない場合がある。
前記含量(固形分割合)が25重量%未満であると、プラスチック基板などの光学基板上に形成されるライトカラーミラーコート層とハードコート層との密着性が低下する場合があり、また前記含量が85重量%を越えると、形成されるライトカラーミラーコート層の耐擦傷性が不十分となる場合や、屈折率の高いライトカラーミラーコート層を形成できない場合がある。
その他の成分
本発明で使用されるライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物には、上記の金属酸化物微粒子と珪素含有化合物の他に、前記珪素含有化合物に由来するシラノール基やグリシジル基の硬化を促進するための硬化触媒または硬化剤を含有させることができる。具体的には、金属アセチルアセトナート、有機酸の金属塩、過塩素酸類、過塩素酸類の塩、酸類、金属塩化物、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、アミン、シアナミド誘導体化合物等が挙げられ、これらを用いることにより被膜生成反応を速めることができ、比較的低温での硬化が可能となる。
本発明で使用されるライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物には、上記の金属酸化物微粒子と珪素含有化合物の他に、前記珪素含有化合物に由来するシラノール基やグリシジル基の硬化を促進するための硬化触媒または硬化剤を含有させることができる。具体的には、金属アセチルアセトナート、有機酸の金属塩、過塩素酸類、過塩素酸類の塩、酸類、金属塩化物、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、アミン、シアナミド誘導体化合物等が挙げられ、これらを用いることにより被膜生成反応を速めることができ、比較的低温での硬化が可能となる。
これらの具体例としては、アセチルアセトン鉄(III)などの、一般式:M(CH2COCH2COCH3)n(ここで、Mは金属元素であり、nは金属元素Mの価数である。)で示されるアセチルアセトン金属キレート化合物、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等のアルカリ金属有機カルボン酸塩、無水トリメリト酸、無水ピロメリト酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等の多価カルボン酸無水物、過塩素酸、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸マグネシウムなどの過塩素酸類あるいはその塩、塩酸、酢酸、リン酸、硝酸、パラトルエンスルホン酸などの酸、塩化スズ、塩化アルミニウムなどの金属塩化物、アジピン酸、イタコン酸、リンゴ酸などの多価カルボン酸、n−ブチルアミン、トリエチルアミンなどのアミン類、グアニジン有機酸、ジシアンジアミドなどのシアナミド誘導体化合物などが挙げられる。これらの中でもアセチルアセトン鉄(III)などの、一般式:M(CH2COCH2COCH3)n(ここで、Mは金属元素であり、nは金属元素Mの価数である。)で示されるアセチルアセトン金属キレート化合物やアジピン酸、イタコン酸などの多価カルボン酸などを使用することが好ましい。
本発明のライトカラーミラーコート層に含まれる、前記硬化剤に由来する成分の含量(固形分割合)は、該硬化塗膜(金属酸化物微粒子の表面処理を除く有機珪素化合物の加水分解基が完全縮合したものとみなす。)中の、前記有機珪素化合物および/またはその加水分解物に由来する成分100重量部に対して、0.3〜30重量部、好ましくは1〜20重量部であることが望ましい。
前記含量(固形分割合)が0.3重量部未満であると、充分な硬度を有するライトカラーミラーコート層が得られない場合があり、また前記含量が30重量部を越えると、得られる塗料組成物のポットライフの低下を招くことがある。
前記含量(固形分割合)が0.3重量部未満であると、充分な硬度を有するライトカラーミラーコート層が得られない場合があり、また前記含量が30重量部を越えると、得られる塗料組成物のポットライフの低下を招くことがある。
また、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物には、必要に応じてレベリング剤としての界面活性剤が添加されていてもよい。界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンジメチルポリシロキサン等のシリコーン系界面活性剤やパーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物等のフッ素系界面活性剤等が挙げられ、これらの中でも、シリコーン系界面活性剤を使用することが好ましい。
さらに、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物には、必要に応じてベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤などが添加されていてもよい。
さらに、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物には、必要に応じてベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤などが添加されていてもよい。
また、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物には、希釈溶媒として有機溶剤等を含有していてもよい。この希釈溶媒としては、蒸留水や純水等の水、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテル類、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコール等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセルソルブ類などが挙げられる。これらの中でも、メタノール等の低級アルコールや水、プロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。また、これらの溶媒は、1種だけでなく2種以上を混合して使用してもよい。
これらの有機溶剤等の希釈溶媒を含有していると、流動性が高くなり、プラスチックレンズ基板上への該組成物の塗布が容易になる。また、前記希釈溶媒の含有量は、塗料組成物100重量%に対し、好ましくは70〜97重量%、更に好ましくは80〜95重量%であることが望ましい。
これらの有機溶剤等の希釈溶媒を含有していると、流動性が高くなり、プラスチックレンズ基板上への該組成物の塗布が容易になる。また、前記希釈溶媒の含有量は、塗料組成物100重量%に対し、好ましくは70〜97重量%、更に好ましくは80〜95重量%であることが望ましい。
また、本発明のライトカラーミラーコート層付き光学基板は、必要に応じて前記光学基板とハードコート層との間にプライマー層が形成されていることが好ましい。前記プライマー層を形成するための塗料組成物としては、ブロック型ポリイソシアネートとポリオールとから形成される熱硬化型ポリウレタン樹脂、水性エマルジョンタイプのポリウレタン樹脂やアクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂などを含有する組成物が挙げられる。
さらに、本発明のライトカラーミラーコート層付き光学基板は、前記ライトカラーミラーコート層の表面を、フルオロシラン化合物によって処理することが好ましい。フルオロシラン化合物としては、ライトカラーミラー付き光学基板の表面に滑性を与えるものであれば、特に限定されないが、下記一般式(IV)で表される化合物やダイキン工業(株)製「オプツールDSX」等を使用することが好ましい。
F3C−(CF2)C−(R8)−Si(OR9)3 …… (IV)
(式中、R8は炭素数1〜4のアルキレン基、R9は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基、cは1〜10の整数を表す。)
F3C−(CF2)C−(R8)−Si(OR9)3 …… (IV)
(式中、R8は炭素数1〜4のアルキレン基、R9は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基、cは1〜10の整数を表す。)
次に、本発明に係るその他の構成要素について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
光学基板
本発明で使用される光学基板は、プラスチック製の基板(以下、「プラスチック基板」ともいう。)、特にプラスチックレンズ基板であることが好ましい。また、このようなプラスチック基板としては、屈折率が1.49〜1.76、好ましくは1.49〜1.67のものであれば特に制限なく使用することができ、たとえば脂肪族アリル樹脂、アクリル樹脂、芳香族系アリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリチオウレタン樹脂、ポリチオエポキシ樹脂等から構成された光学基板を挙げることができる。また、染料および/または顔料を用いて着色した染色基板や練り込み基板、さらには偏光フィルム付き基板などであってもよい。なお、これらのプラスチック基板は、現在、市販または試験供給されている各種プラスチック基板から適宜、選択して使用することができる。
光学基板
本発明で使用される光学基板は、プラスチック製の基板(以下、「プラスチック基板」ともいう。)、特にプラスチックレンズ基板であることが好ましい。また、このようなプラスチック基板としては、屈折率が1.49〜1.76、好ましくは1.49〜1.67のものであれば特に制限なく使用することができ、たとえば脂肪族アリル樹脂、アクリル樹脂、芳香族系アリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリチオウレタン樹脂、ポリチオエポキシ樹脂等から構成された光学基板を挙げることができる。また、染料および/または顔料を用いて着色した染色基板や練り込み基板、さらには偏光フィルム付き基板などであってもよい。なお、これらのプラスチック基板は、現在、市販または試験供給されている各種プラスチック基板から適宜、選択して使用することができる。
ハードコート層の形成
前記光学基板上に形成されるハードコート層は、プラスチック基板などの表面に耐擦傷性を付与できるものであれば特に限定されないが、以下に示すような金属酸化物微粒子と珪素含有化合物とを含むハードコート層形成用塗料組成物を用いて形成されたものであることが好ましい。
前記金属酸化物微粒子としては、上記のライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物の調製用に例示された金属酸化物微粒子の中から適宜、選択して使用することができる。さらに、珪素の酸化物微粒子(コロイダルシリカ)などであってもよい。ただし、前記ライトカラーミラーコート層(硬化塗膜)の屈折率が、前記ハードコート層(硬化塗膜)の屈折率より0.02以上高くなるようにすることが必要である。この場合、これらの塗料組成物(すなわち、ハードコート層形成用塗料組成物およびライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物)中に含まれる金属酸化物微粒子の量によっても異なるが、前記ハードコート層形成用塗料組成物の調製に使用される金属酸化物微粒子は、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物の調製に使用される金属酸化物微粒子より屈折率が低いものから選択することが望ましい。
さらに、前記金属酸化物微粒子は、上記の場合と同様に、その粒子表面が前記の有機珪素化合物またはアミン類で処理されていることが好ましい。
前記光学基板上に形成されるハードコート層は、プラスチック基板などの表面に耐擦傷性を付与できるものであれば特に限定されないが、以下に示すような金属酸化物微粒子と珪素含有化合物とを含むハードコート層形成用塗料組成物を用いて形成されたものであることが好ましい。
前記金属酸化物微粒子としては、上記のライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物の調製用に例示された金属酸化物微粒子の中から適宜、選択して使用することができる。さらに、珪素の酸化物微粒子(コロイダルシリカ)などであってもよい。ただし、前記ライトカラーミラーコート層(硬化塗膜)の屈折率が、前記ハードコート層(硬化塗膜)の屈折率より0.02以上高くなるようにすることが必要である。この場合、これらの塗料組成物(すなわち、ハードコート層形成用塗料組成物およびライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物)中に含まれる金属酸化物微粒子の量によっても異なるが、前記ハードコート層形成用塗料組成物の調製に使用される金属酸化物微粒子は、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物の調製に使用される金属酸化物微粒子より屈折率が低いものから選択することが望ましい。
さらに、前記金属酸化物微粒子は、上記の場合と同様に、その粒子表面が前記の有機珪素化合物またはアミン類で処理されていることが好ましい。
また、前記珪素含有化合物としては、下記一般式(I)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物を使用することが好ましい。
R1R2 aSi(OR3)3-a ……(I)
(式中、R1は炭素数1〜6の炭化水素基、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基またはアミノ基を有する有機基、R2は炭素数1〜4の炭化水素基、R3は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基、aは0または1を表す。)
R1R2 aSi(OR3)3-a ……(I)
(式中、R1は炭素数1〜6の炭化水素基、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基またはアミノ基を有する有機基、R2は炭素数1〜4の炭化水素基、R3は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基、aは0または1を表す。)
上記一般式(I)で表される有機珪素化合物(以下、「有機珪素化合物(5)」ともいう。)の代表例としては、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、α−グルシドキシメチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチ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−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エトキシシラン、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−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、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキキシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキキシラン等が挙げられる。これらの中でも、メチ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メチルジエトキシシラン、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を使用することが好ましい。また、これらの有機珪素化合物(5)は、1種だけでなく。2種以上を混合して使用してもよい。
本発明においては、前記有機珪素化合物(5)を無溶媒下またはアルコール等の極性有機溶媒中で、酸および水の存在下で部分加水分解または加水分解、あるいはこのようにして得られた加水分解物をさらに部分縮合させたものを使用することができる。通常、このようにして得られた加水分解物(部分加水分解物を含む)や部分縮合物を含む溶液は、前記金属酸化物微粒子と混合して使用されるが、前記有機珪素化合物(5)を前記金属酸化物微粒子と混合した後に、部分加水分解または加水分解、あるいは部分縮合させて使用してもよい。
前記触媒としては、トリメリト酸、無水トリメリト酸、イタコン酸、ピロメリト酸、無水ピロメリト酸等の有機カルボン酸、メチルイミダゾール、ジシアンジアミド等の窒素含有有機化合物、チタンアルコキシド、ジルコアルコキシド等の金属アルコキシド、アセチルアセトンアルミニウム、アセチルアセトン鉄等の金属錯体、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等のアルカリ金属有機カルボン酸塩などを使用することができる。
また、前記ハードコート層形成用塗料組成物には、界面活性剤や紫外線吸収剤等が添加されていてもよい。
また、前記ハードコート層形成用塗料組成物には、界面活性剤や紫外線吸収剤等が添加されていてもよい。
さらに、前記ハードコート層形成用塗料組成物には、希釈溶媒として有機溶剤等を含有していてもよい。この希釈溶媒としては、蒸留水や純水等の水、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテル類、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコール等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセルソルブ類などが挙げられる。これらの中でも、メタノール等の低級アルコールや水、プロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。また、これらの溶媒は、1種ばかりでなく、2種以上を混合して使用してもよい。
前記ハードコート層形成用塗料組成物の光学基板上への塗布(コーティング)は、必要に応じてアルカリやプラズマなどで前記光学基板の前処理(エッチングなど)を行って、洗浄・乾燥した後、従来公知の方法、すなわちディッピング法やスピンコート法などを用いて行うことができる。
次いで、前記光学基板上に塗布された塗膜を熱硬化させると、ハードコート層が形成される。この熱硬化は、80〜130℃の温度で0.5〜5時間、加熱処理することによって行うことが好ましい。
このようにして得られる硬化塗膜、すなわちハードコート層の膜厚は、1.0〜6.0μm、好ましくは1.5〜4.0μmであることが望ましい。前記膜厚が1.0μm未満では十分な耐擦傷性が得られず、また前記膜厚が6.0μmを超えると、得られる膜厚にムラが生じたりして、その均一性を保つことが難しくなる場合がある。
さらに、前記光学基板やハードコート層は、必要に応じて染料などで染色しておいてもよい。
次いで、前記光学基板上に塗布された塗膜を熱硬化させると、ハードコート層が形成される。この熱硬化は、80〜130℃の温度で0.5〜5時間、加熱処理することによって行うことが好ましい。
このようにして得られる硬化塗膜、すなわちハードコート層の膜厚は、1.0〜6.0μm、好ましくは1.5〜4.0μmであることが望ましい。前記膜厚が1.0μm未満では十分な耐擦傷性が得られず、また前記膜厚が6.0μmを超えると、得られる膜厚にムラが生じたりして、その均一性を保つことが難しくなる場合がある。
さらに、前記光学基板やハードコート層は、必要に応じて染料などで染色しておいてもよい。
次に、前記ライトカラーミラーコート層の形成方法および該方法から得られるライトカラーミラーコート層付き光学基板について述べれば、以下の通りである。
ライトカラーミラーコート層の形成
先にも述べたように、前記ライトカラーミラーコート層は、前記ハードコート層を有する光学基板の少なくとも片面(特に、凸面)に、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物を湿式法にて塗布して硬化させることによって前記光学基板上に形成される。
ライトカラーミラーコート層の形成
先にも述べたように、前記ライトカラーミラーコート層は、前記ハードコート層を有する光学基板の少なくとも片面(特に、凸面)に、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物を湿式法にて塗布して硬化させることによって前記光学基板上に形成される。
前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物の塗布(コーティング)は、必要に応じてアルカリやプラズマなどで前記光学基板(特に、前記ハードコート層の表面)の前処理を行って、洗浄・乾燥した後、ディッピング法やスピンコート法、あるいはロールコート法などの湿式法を用いて行うことができる。また、この塗布(コーティング)は、前記ハードコート層の形成のために使用された湿式法に基づく塗布方法と塗布装置を用いて行うことができる。よって、従来よりミラーコート層の形成のために使用されている真空蒸着法に基づく設備を導入する必要がないので、極めて経済的である。
次いで、前記光学基板上に塗布された塗膜を熱硬化させると、ライトカラーミラーコート層が形成される。この熱硬化は、80〜130℃の温度で0.5〜3時間、加熱処理することによって行うことが好ましい。
また、前記ハードコート層の硬化を十分に行わずに、タックフリー程度まで行ったのち、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物をこのハードコート層上に塗布して、前記の条件下で前記ハードコート層と前記ライトカラーミラーコート層とを同時に硬化させてもよいことは勿論である。
また、前記ハードコート層の硬化を十分に行わずに、タックフリー程度まで行ったのち、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物をこのハードコート層上に塗布して、前記の条件下で前記ハードコート層と前記ライトカラーミラーコート層とを同時に硬化させてもよいことは勿論である。
このようにして得られる硬化塗膜、すなわちライトカラーミラーコート層の膜厚は、前記光学基板の中央部における膜厚が150〜550nm、好ましくは200〜500nmの範囲にあることが望ましい。前記膜厚が150nm未満では十分な耐擦傷性が得られず、また前記膜厚が550nmを超えると、前記塗料組成物の塗布方法にもよるが、得られる膜厚にムラが生じて、干渉色が縞模様となったり、所望する一定のカラーが得られない場合がある。
また、このようにして得られる硬化塗膜、すなわちライトカラーミラーコート層の屈折率(e線)は、該ライトカラーミラーコート層の下地となる前記ハードコート層の屈折率より0.02以上、好ましくは0.03以上高いことが必要である。ここで、前記ライトカラーミラーコート層の屈折率(e線)が、前記ハードコート層の屈折率より0.02以上高くないと、ミラーとしての機能が十分ではないので、好ましくない。
また、このようにして得られる硬化塗膜、すなわちライトカラーミラーコート層の屈折率(e線)は、該ライトカラーミラーコート層の下地となる前記ハードコート層の屈折率より0.02以上、好ましくは0.03以上高いことが必要である。ここで、前記ライトカラーミラーコート層の屈折率(e線)が、前記ハードコート層の屈折率より0.02以上高くないと、ミラーとしての機能が十分ではないので、好ましくない。
[ライトカラーミラーコート層付き光学基板]
上記のライトカラーミラーコート層の形成方法を採用することにより、本発明に係るライトカラーミラーコート層付き光学基板を容易に製造することができる。
このようにして得られる光学基板は、380〜780nmの範囲にある特定波長域の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層を備えた光学基板である。すなわち、前記光学基板上に形成されるライトカラーミラーコート層の光学膜厚などによっても異なるが、(a)図1に示すように520nmおよび380nm付近の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層(膜厚が約410nmの実施例基板1に相当)、)、(b)図2に示すように590nmおよび390nm付近の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層(膜厚が約350nmの実施例基板2に相当)、(c)図3に示すように470nm付近の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層(膜厚が約210nmの実施例基板3に相当)、(d)図4に示すように670nmおよび480nm付近の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層(膜厚が約530nmの実施例基板4に相当)などを備えた光学基板を得ることができる。
上記のライトカラーミラーコート層の形成方法を採用することにより、本発明に係るライトカラーミラーコート層付き光学基板を容易に製造することができる。
このようにして得られる光学基板は、380〜780nmの範囲にある特定波長域の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層を備えた光学基板である。すなわち、前記光学基板上に形成されるライトカラーミラーコート層の光学膜厚などによっても異なるが、(a)図1に示すように520nmおよび380nm付近の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層(膜厚が約410nmの実施例基板1に相当)、)、(b)図2に示すように590nmおよび390nm付近の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層(膜厚が約350nmの実施例基板2に相当)、(c)図3に示すように470nm付近の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層(膜厚が約210nmの実施例基板3に相当)、(d)図4に示すように670nmおよび480nm付近の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層(膜厚が約530nmの実施例基板4に相当)などを備えた光学基板を得ることができる。
なお、目視で観測される前記ライトカラーミラーコート層の色は、様々な反射光が混じり合ったもの(すなわち、各反射光の総和)として見ることができるが、本発明の実施例基板では、前記(a)のライトカラーミラーコート層がライトグリーン色、前記(b)のライトカラーミラーコート層がライトイエロー色、前記(c)のライトカラーミラーコート層がライトブルー色、また前記(d)のライトカラーミラーコート層がライトピンク色に見えることが確認されている。
[測定方法及び評価試験方法]
次に、本発明の実施例その他で使用された測定方法および評価試験方法を具体的に述べれば、以下の通りである。
(1)分光測定
レンズ反射測定機USPM−RU(オリンパス(株)製)を用いて、サンプリング時間1000 mSec(ミリセカンド)にて測定した。
(2)反射色の確認
三波長型昼白色蛍光灯「商品名:メロウ5N」(東芝ライテック株式会社製)の下、ライトカラーミラー層付き光学基板の反射色を目視確認した。
次に、本発明の実施例その他で使用された測定方法および評価試験方法を具体的に述べれば、以下の通りである。
(1)分光測定
レンズ反射測定機USPM−RU(オリンパス(株)製)を用いて、サンプリング時間1000 mSec(ミリセカンド)にて測定した。
(2)反射色の確認
三波長型昼白色蛍光灯「商品名:メロウ5N」(東芝ライテック株式会社製)の下、ライトカラーミラー層付き光学基板の反射色を目視確認した。
(3)屈折率の測定
レンズ反射測定機USPM−RU(オリンパス(株)製)を用いて、サンプリング時間1000 mSec(ミリセカンド)にて測定し、その反射率より計算した。
(4)耐擦傷性試験
試験片の表面を、ボンスタースチールウール♯0000(日本スチールウール(株)製)に500gの荷重をかけ、3cmの距離を30往復/60秒の条件で擦った後、傷の入り具合を目視にて判定し、以下の基準で評価した。
A:殆ど傷が入らない
B:若干の傷が入る
C:かなりの傷が入る
D:擦った面積のほぼ全面に傷が入る。
レンズ反射測定機USPM−RU(オリンパス(株)製)を用いて、サンプリング時間1000 mSec(ミリセカンド)にて測定し、その反射率より計算した。
(4)耐擦傷性試験
試験片の表面を、ボンスタースチールウール♯0000(日本スチールウール(株)製)に500gの荷重をかけ、3cmの距離を30往復/60秒の条件で擦った後、傷の入り具合を目視にて判定し、以下の基準で評価した。
A:殆ど傷が入らない
B:若干の傷が入る
C:かなりの傷が入る
D:擦った面積のほぼ全面に傷が入る。
(5)密着性試験
ナイフにより実施例基板および比較例基板のレンズ表面に1mm間隔で切れ目を入れ、1平方mmのマス目を100個 形成し、セロハン製粘着テープを強く押し付けた後、プラスチックレンズ基板の面内方向に対して90度方向へ急激に引っ張り、この操作を合計10回行い、剥離しないマス目の数を数え、以下の基準で評価した。
良好:剥離していないマス目の数が90個以上
不良:剥離していないマス目の数が90個未満。
ナイフにより実施例基板および比較例基板のレンズ表面に1mm間隔で切れ目を入れ、1平方mmのマス目を100個 形成し、セロハン製粘着テープを強く押し付けた後、プラスチックレンズ基板の面内方向に対して90度方向へ急激に引っ張り、この操作を合計10回行い、剥離しないマス目の数を数え、以下の基準で評価した。
良好:剥離していないマス目の数が90個以上
不良:剥離していないマス目の数が90個未満。
(6)耐熱水性試験
温度90℃の湯中に実施例基板および比較例基板を120分間浸漬させた後、塗膜外観(クラック発生有無)の確認および前記の密着性試験と同様の試験を行い、以下の基準で評価した。
良好:剥離していないマス目の数が90個以上
不良:剥離していないマス目の数が90個未満。
(7)耐衝撃性試験
重さ17gの鋼球を127cmの高さから試験片の中心部に落下させ、割れるか否かで判定した。
温度90℃の湯中に実施例基板および比較例基板を120分間浸漬させた後、塗膜外観(クラック発生有無)の確認および前記の密着性試験と同様の試験を行い、以下の基準で評価した。
良好:剥離していないマス目の数が90個以上
不良:剥離していないマス目の数が90個未満。
(7)耐衝撃性試験
重さ17gの鋼球を127cmの高さから試験片の中心部に落下させ、割れるか否かで判定した。
以下、実施例に基づき本発明を更に具体的に説明する。しかし、本発明は、これらの実施例に記載された範囲に限定されるものではない。
[実施例1]
ハードコート層形成用塗料組成物の調製
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製「Z−6040」)120g、γ―グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン(GE東芝シリコーン(株)「TSL8355」)12gにメタノール350gを混合し、攪拌しながら、この溶液の中に0.1Nの塩酸水溶液30gを滴下した。さらに、この溶液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、この加水分解液に、水分散コロイダルシリカ(触媒化成工業(株)製「カタロイドSN」固形分濃度20%)300g、トリス(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(東京化成工業株式会社)1.5g、およびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製「L−7604」)1.0gを加え、室温で一昼夜攪拌して、ハードコート層形成用塗料組成物(H−1)とした。
ハードコート層形成用塗料組成物の調製
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製「Z−6040」)120g、γ―グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン(GE東芝シリコーン(株)「TSL8355」)12gにメタノール350gを混合し、攪拌しながら、この溶液の中に0.1Nの塩酸水溶液30gを滴下した。さらに、この溶液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、この加水分解液に、水分散コロイダルシリカ(触媒化成工業(株)製「カタロイドSN」固形分濃度20%)300g、トリス(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(東京化成工業株式会社)1.5g、およびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製「L−7604」)1.0gを加え、室温で一昼夜攪拌して、ハードコート層形成用塗料組成物(H−1)とした。
ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物の調製
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製「Z−6040」)100gにメタノール500gを混合し、攪拌しながら、この溶液の中に0.01Nの塩酸水溶液50gを滴下した。さらに、この溶液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、この加水分解液に、メタノール分散チタニア系複合金属酸化物微粒子(触媒化成工業(株)製「オプトレイク1130Z(F−2・A8)」固形分濃度30%)100g、プロピレングリコールモノメチルエーテル(ダウ・ケミカル日本(株)製)300g、トリス(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(東京化成工業株式会社)2g、およびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製「L−7001」)0.3gを加え、室温で一昼夜攪拌して、ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物(M−1)とした。
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製「Z−6040」)100gにメタノール500gを混合し、攪拌しながら、この溶液の中に0.01Nの塩酸水溶液50gを滴下した。さらに、この溶液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、この加水分解液に、メタノール分散チタニア系複合金属酸化物微粒子(触媒化成工業(株)製「オプトレイク1130Z(F−2・A8)」固形分濃度30%)100g、プロピレングリコールモノメチルエーテル(ダウ・ケミカル日本(株)製)300g、トリス(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(東京化成工業株式会社)2g、およびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製「L−7001」)0.3gを加え、室温で一昼夜攪拌して、ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物(M−1)とした。
試験片基板の作製
市販のプラスチック基板CR−39(PPG社製モノマー使用)を必要枚数、用意し、これらを40℃に保った10重量%濃度のNaOH水溶液に2分間浸漬してエッチング処理を行った。次に、これらを取り出して水洗した後、十分に乾燥させた。
次いで、エッチング処理を行ったレンズを、前記ハードコート層形成用塗料組成物(H−1)中に浸し、120mm/分の速度で引き上げ、30秒間室温にて風乾を行った後、100℃のオーブンにて2時間の硬化を行い、ハードコート層付きラスチック基板(HD―A)を得た。
次いで、ハードコート層付プラスチック基板を、30℃の温度に保った3重量%濃度のNaOH水溶液中に1分間浸漬してエッチング処理を行った後、これらを取り出して水洗した後、十分に乾燥させた。
市販のプラスチック基板CR−39(PPG社製モノマー使用)を必要枚数、用意し、これらを40℃に保った10重量%濃度のNaOH水溶液に2分間浸漬してエッチング処理を行った。次に、これらを取り出して水洗した後、十分に乾燥させた。
次いで、エッチング処理を行ったレンズを、前記ハードコート層形成用塗料組成物(H−1)中に浸し、120mm/分の速度で引き上げ、30秒間室温にて風乾を行った後、100℃のオーブンにて2時間の硬化を行い、ハードコート層付きラスチック基板(HD―A)を得た。
次いで、ハードコート層付プラスチック基板を、30℃の温度に保った3重量%濃度のNaOH水溶液中に1分間浸漬してエッチング処理を行った後、これらを取り出して水洗した後、十分に乾燥させた。
次に、エッチング処理を行ったハードコート層付プラスチック基板を、前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物(M−1)に浸し、表1に示された速度で引き上げた後、100℃の温度に保たれたオーブンにて2時間の硬化を行い、ライトカラーミラーコート層付プラスチック基板(MIR−A)を得た。
次いで、ライトミラー層付プラスチック基板の表面を、プラズマにてエッチング処理を行った。処理条件は、O2ガス流量40cc/分、50W、20秒間(ヤマト科学(株)製プラズマリアクターPR510A)で行った。
次いで、プラズマエッチングしたライトカラーミラーコート層付プラスチック基板を、フルオロシラン化合物「オプツールDSX」(ダイキン株式会社製)をハイドロフルオロエーテル「HFE−7200」(住友3M(株)製)で固形分濃度2重量%になるように希釈した溶液中に漬け、100mm/分の速度で引き上げ、一昼夜室温にて静置させた。次いで、アセトンを付けたクロスにて表面を拭きあげ、フルオロシラン化合物処理を行ったライトカラーミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「実施例基板1」という。)を得た。
次いで、ライトミラー層付プラスチック基板の表面を、プラズマにてエッチング処理を行った。処理条件は、O2ガス流量40cc/分、50W、20秒間(ヤマト科学(株)製プラズマリアクターPR510A)で行った。
次いで、プラズマエッチングしたライトカラーミラーコート層付プラスチック基板を、フルオロシラン化合物「オプツールDSX」(ダイキン株式会社製)をハイドロフルオロエーテル「HFE−7200」(住友3M(株)製)で固形分濃度2重量%になるように希釈した溶液中に漬け、100mm/分の速度で引き上げ、一昼夜室温にて静置させた。次いで、アセトンを付けたクロスにて表面を拭きあげ、フルオロシラン化合物処理を行ったライトカラーミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「実施例基板1」という。)を得た。
[実施例2]
ハードコート層形成用塗料組成物の調製
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製「Z−6040」)265gにメタノール50gを混合し、攪拌しながら、この溶液の中に0.01Nの塩酸水溶液85gを滴下した。さらに、この溶液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、この加水分解液に、メタノール分散チタニア系複合金属酸化物微粒子(触媒化成工業(株)製「オプトレイク1130Z(U−91・A8)」固形分濃度30%)730g、純水230g、トリス(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(東京化成工業株式会社)4.0g、およびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製「L−7001」)0.5gを加え、室温で一昼夜攪拌して、ハードコート層形成用塗料組成物(H−2)とした。
ハードコート層形成用塗料組成物の調製
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製「Z−6040」)265gにメタノール50gを混合し、攪拌しながら、この溶液の中に0.01Nの塩酸水溶液85gを滴下した。さらに、この溶液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、この加水分解液に、メタノール分散チタニア系複合金属酸化物微粒子(触媒化成工業(株)製「オプトレイク1130Z(U−91・A8)」固形分濃度30%)730g、純水230g、トリス(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(東京化成工業株式会社)4.0g、およびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製「L−7001」)0.5gを加え、室温で一昼夜攪拌して、ハードコート層形成用塗料組成物(H−2)とした。
ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物の調製
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製「Z−6040」)80g、テトラエトキシシラン(キシダ化学社製)20gにメタノール500gを混合し、攪拌しながら、この溶液の中に0.01Nの塩酸水溶液50gを滴下した。さらに、この溶液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、この加水分解液に、メタノール分散チタニア系複合金属酸化物微粒子(触媒化成工業(株)製「オプトレイク1130Z(S−7・A8)」固形分濃度30%)300g、プロピレングリコールモノメチルエーテル(ダウ・ケミカル日本(株)製)300g、トリス(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(東京化成工業株式会社)2g、およびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製「L−7001」)0.3gを加え、室温で一昼夜攪拌して、ライトミラー層形成用塗料組成物(M−2)とした。
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製「Z−6040」)80g、テトラエトキシシラン(キシダ化学社製)20gにメタノール500gを混合し、攪拌しながら、この溶液の中に0.01Nの塩酸水溶液50gを滴下した。さらに、この溶液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、この加水分解液に、メタノール分散チタニア系複合金属酸化物微粒子(触媒化成工業(株)製「オプトレイク1130Z(S−7・A8)」固形分濃度30%)300g、プロピレングリコールモノメチルエーテル(ダウ・ケミカル日本(株)製)300g、トリス(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(東京化成工業株式会社)2g、およびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製「L−7001」)0.3gを加え、室温で一昼夜攪拌して、ライトミラー層形成用塗料組成物(M−2)とした。
試験片基板の作製
プラスチック基板を市販の屈折率1.60プラスチック基板(三井化学社製モノマーMR−8を使用して製作)とし、更にはハードコート層形成用塗料組成物に前記H−2を用い、ライトミラー層形成用塗料組成物に前記M−2を用いた以外は、実施例1に示す試験片基板の作製と同様にして試験片基板を作製し、フルオロシラン化合物処理を行ったライトカラーミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「実施例基板2」という。)を得た。
プラスチック基板を市販の屈折率1.60プラスチック基板(三井化学社製モノマーMR−8を使用して製作)とし、更にはハードコート層形成用塗料組成物に前記H−2を用い、ライトミラー層形成用塗料組成物に前記M−2を用いた以外は、実施例1に示す試験片基板の作製と同様にして試験片基板を作製し、フルオロシラン化合物処理を行ったライトカラーミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「実施例基板2」という。)を得た。
[実施例3]
試験片基板の作製
プラスチック基板を市販のプラスチック基板CR−39(PPG社製モノマー使用)とし、更にはハードコート層形成用塗料組成物に前記H−1を用い、ライトミラー層形成用塗料組成物に前記M−2を用いた組み合わせで、実施例1に示す試験片基板の作製と同様にして試験片基板を作製し、フルオロシラン化合物処理を行ったライトカラーミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「実施例基板3」という。)を得た。
試験片基板の作製
プラスチック基板を市販のプラスチック基板CR−39(PPG社製モノマー使用)とし、更にはハードコート層形成用塗料組成物に前記H−1を用い、ライトミラー層形成用塗料組成物に前記M−2を用いた組み合わせで、実施例1に示す試験片基板の作製と同様にして試験片基板を作製し、フルオロシラン化合物処理を行ったライトカラーミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「実施例基板3」という。)を得た。
[実施例4]
プライマー層形成用塗料組成物の調製
市販の水分散型ポリウレタンエマルジョン(第一工業製薬(株)製「スーパーフレックス150」、エステル・エーテル型、固形分濃度30%)120g、メチルアルコール630g、純水50gを混合し、室温にて1時間の攪拌を行った。
次いで、レベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製「L−7604」)1.0gを加え、室温で一昼夜攪拌して、プライマー層形成用塗料組成物(P−1)とした。
プライマー層形成用塗料組成物の調製
市販の水分散型ポリウレタンエマルジョン(第一工業製薬(株)製「スーパーフレックス150」、エステル・エーテル型、固形分濃度30%)120g、メチルアルコール630g、純水50gを混合し、室温にて1時間の攪拌を行った。
次いで、レベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製「L−7604」)1.0gを加え、室温で一昼夜攪拌して、プライマー層形成用塗料組成物(P−1)とした。
試験片基板の作製
市販のプラスチック基板CR−39(PPG社製モノマー使用)を必要枚数、用意し、これらを40℃に保った10重量%濃度のNaOH水溶液に2分間浸漬してエッチング処理を行った。次に、これらを取り出して水洗した後、十分に乾燥させた。
次いで、エッチング処理を行ったレンズを、前記プライマー層形成用塗料組成物(P−1)中に浸し、120mm/分の速度で引き上げ、100℃のオーブンにて10分間の硬化を行い、プライマー層付きプラスチック基板(PR−A)を得た。
次いで、プライマー層付きプラスチック基板を室温にて冷まし、前記ハードコート層形成用塗料組成物(H−1)中に浸し、150mm/分の速度で引き上げ、30秒間室温にて風乾を行った後、100℃のオーブンにて3時間の硬化を行い、ハードコート層付プラスチック基板(HD−B)を得た。
それ以降は、実施例1に示す試験片基板の作製と同様にして試験片基板を作製し、フルオロシラン化合物処理を行ったライトカラーミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「実施例基板4」という。)を得た。
市販のプラスチック基板CR−39(PPG社製モノマー使用)を必要枚数、用意し、これらを40℃に保った10重量%濃度のNaOH水溶液に2分間浸漬してエッチング処理を行った。次に、これらを取り出して水洗した後、十分に乾燥させた。
次いで、エッチング処理を行ったレンズを、前記プライマー層形成用塗料組成物(P−1)中に浸し、120mm/分の速度で引き上げ、100℃のオーブンにて10分間の硬化を行い、プライマー層付きプラスチック基板(PR−A)を得た。
次いで、プライマー層付きプラスチック基板を室温にて冷まし、前記ハードコート層形成用塗料組成物(H−1)中に浸し、150mm/分の速度で引き上げ、30秒間室温にて風乾を行った後、100℃のオーブンにて3時間の硬化を行い、ハードコート層付プラスチック基板(HD−B)を得た。
それ以降は、実施例1に示す試験片基板の作製と同様にして試験片基板を作製し、フルオロシラン化合物処理を行ったライトカラーミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「実施例基板4」という。)を得た。
このようにして得られた実施例基板1〜実施例基板4について、反射色、耐擦傷性、密着性、耐熱水性(外観)、耐熱水性(密着性)および耐衝撃性を上記の方法で測定または評価した結果を表1示す。さらに、実施例基板の作製過程で、各硬化塗膜(プライマー層、ハードコート層およびライトカラーミラーコート層)の屈折率を測定した結果を表1に示す。
また、実施例基板1〜実施例基板4について、上記のレンズ反射測定機を用いて380〜780nmの可視光波長域における分光反射率を測定した結果をそれぞれ図1〜図4に示す。
また、実施例基板1〜実施例基板4について、上記のレンズ反射測定機を用いて380〜780nmの可視光波長域における分光反射率を測定した結果をそれぞれ図1〜図4に示す。
[比較例1]
試験片基板の作製
実施例1において、ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物(M−1)にハードコート層付きプラスチック基板(HD−A)を浸した後、引き上げる速度を表2に示した速度で行った以外は、実施例1に示す試験片基板の作製と同様にして試験片基板を作製し、フルオロシラン化合物処理を行ったミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「比較例基板1」という。)を得た。
試験片基板の作製
実施例1において、ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物(M−1)にハードコート層付きプラスチック基板(HD−A)を浸した後、引き上げる速度を表2に示した速度で行った以外は、実施例1に示す試験片基板の作製と同様にして試験片基板を作製し、フルオロシラン化合物処理を行ったミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「比較例基板1」という。)を得た。
[比較例2]
試験片基板の作製
実施例1において、ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物(M−1)にハードコート層付プラスチック基板(HD−A)を浸した後、引き上げる速度を表2に示した速度で行った以外は、実施例1に示す試験片基板の作製と同様にして試験片基板を作製し、フルオロシラン化合物処理を行ったミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「比較例基板2」という。)を得た。
試験片基板の作製
実施例1において、ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物(M−1)にハードコート層付プラスチック基板(HD−A)を浸した後、引き上げる速度を表2に示した速度で行った以外は、実施例1に示す試験片基板の作製と同様にして試験片基板を作製し、フルオロシラン化合物処理を行ったミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「比較例基板2」という。)を得た。
[比較例3]
ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物の調製
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製Z−6040)100gにメタノール500gを混合し、攪拌しながら、この溶液の中に0.01Nの塩酸水溶液50gを滴下した。さらに、この溶液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、この加水分解液に、水分散コロイダルシリカ(触媒化成工業(株)製「カタロイドSN」固形分濃度20%)150g、プロピレングリコールモノメチルエーテル(ダウ・ケミカル日本(株)製)300g、トリス(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(東京化成工業株式会社)2g、およびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製「L−7001」)0.3gを加え、室温で一昼夜攪拌して、ライトミラー層形成用塗料組成物(M−3)とした。
ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物の調製
γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング(株)製Z−6040)100gにメタノール500gを混合し、攪拌しながら、この溶液の中に0.01Nの塩酸水溶液50gを滴下した。さらに、この溶液を室温で一昼夜攪拌して、シラン化合物の加水分解を行った。
次いで、この加水分解液に、水分散コロイダルシリカ(触媒化成工業(株)製「カタロイドSN」固形分濃度20%)150g、プロピレングリコールモノメチルエーテル(ダウ・ケミカル日本(株)製)300g、トリス(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(東京化成工業株式会社)2g、およびレベリング剤としてシリコーン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング(株)製「L−7001」)0.3gを加え、室温で一昼夜攪拌して、ライトミラー層形成用塗料組成物(M−3)とした。
試験片基板の作製
前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物(M−3)にハードコート層付きプラスチック基板(HD−A)を浸した後、引き上げる速度を表2に示した速度で行った以外は、実施例1に示す試験片基板の作製と同様にして試験片基板を作製し、フルオロシラン化合物処理を行ったミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「比較例基板3」という。)を得た。
前記ライトカラーミラーコート層形成用塗料組成物(M−3)にハードコート層付きプラスチック基板(HD−A)を浸した後、引き上げる速度を表2に示した速度で行った以外は、実施例1に示す試験片基板の作製と同様にして試験片基板を作製し、フルオロシラン化合物処理を行ったミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「比較例基板3」という。)を得た。
[比較例4]
試験片基板の作製
ハードコート層付きプラスチック基板(HD−A)上に、真空蒸着法にてミラーコート層を形成した。この蒸着加工は、蒸着膜の構成が、ハードコート層側から順にZrO2(光学膜厚:90nm)/SiO2(光学膜厚:220nm)となるように行った。
次いで、蒸着加工したミラーコート層付きプラスチック基板を、フルオロシラン化合物「オプツールDSX」(ダイキン(株)製)をハイドロフルオロエーテル「HFE−7200」(住友3M(株)製)で希釈した溶液(固形分濃度2重量%)中に漬け、100mm/分の速度で引き上げ、一昼夜室温にて静置させた。次いで、アセトンを付けたクロスにて表面を拭きあげ、フルオロシラン化合物処理を行ったミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「比較例基板4」という。)を得た。
試験片基板の作製
ハードコート層付きプラスチック基板(HD−A)上に、真空蒸着法にてミラーコート層を形成した。この蒸着加工は、蒸着膜の構成が、ハードコート層側から順にZrO2(光学膜厚:90nm)/SiO2(光学膜厚:220nm)となるように行った。
次いで、蒸着加工したミラーコート層付きプラスチック基板を、フルオロシラン化合物「オプツールDSX」(ダイキン(株)製)をハイドロフルオロエーテル「HFE−7200」(住友3M(株)製)で希釈した溶液(固形分濃度2重量%)中に漬け、100mm/分の速度で引き上げ、一昼夜室温にて静置させた。次いで、アセトンを付けたクロスにて表面を拭きあげ、フルオロシラン化合物処理を行ったミラーコート層付きプラスチック基板(以下、「比較例基板4」という。)を得た。
このようにして得られた比較例基板1〜比較例基板4について、反射色、耐擦傷性、密着性、耐熱水性(外観)、耐熱水性(密着性)および耐衝撃性を上記の方法で測定または評価した結果を表2示す。さらに、比較例基板の作製過程で、各硬化塗膜(ハードコート層およびミラーコート層)の屈折率を測定した結果を表2に示す。
Claims (11)
- 基板表面にハードコート層を形成してなる光学基板上に、380〜780nmの範囲にある特定波長域の光を比較的多く反射するライトカラーミラーコート層を備えた光学基板の製造方法であって、
平均粒子径が2〜100nmの金属酸化物微粒子と珪素含有化合物とを含む塗料組成物を、前記光学基板の少なくとも片面(凸面)に湿式法にて塗布して硬化させることによって、
該光学基板上に、前記金属酸化物微粒子を10〜70重量%含み、かつ前記ハードコート層より屈折率が0.02以上高く、しかも基板中心部における膜厚が150〜550nmの範囲にある硬化塗膜からなるライトカラーミラーコート層を形成すること
を特徴とするライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法。 - 前記金属酸化物微粒子が、チタニウム、鉄、亜鉛、錫、タングステン、タンタル、ジルコニウム、アンチモン、ニオブ、インジウム、セリウムおよびアルミニウムから選ばれた1種または2種以上の金属元素の酸化物微粒子および/または複合酸化物微粒子であることを特徴とする請求項1記載のライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法。
- 前記金属酸化物微粒子が、チタニウム、鉄、亜鉛、錫、タングステン、タンタル、ジルコニウム、アンチモン、ニオブ、インジウム、セリウムおよびアルミニウムから選ばれた1種または2種以上の金属元素の酸化物微粒子と珪素の酸化物微粒子との混合物および/または前記金属元素と珪素とを含む複合酸化物微粒子であることを特徴とする請求項1記載のライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法。
- 前記珪素含有化合物が、下記(A)、(B)および(C)から選ばれた1種または2種以上の化合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法。
(A)下記一般式(I)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物;
R1R2 aSi(OR3)3-a ……(I)
(式中、R1は炭素数1〜6の炭化水素基、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基またはアミノ基を有する有機基、R2は炭素数1〜4の炭化水素基、R3は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基、aは0または1を表す。)、
(B)下記一般式(II)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物;
〔(R4)b Si(OR5)3-b〕2 R6 ……(II)
(式中、R4は炭素数1〜5のアルキル基であり、R5は炭素数1〜4のアルキル基またはアシル基であり、R6はメチレン基または炭素数2〜20のアルキレン基であり、bは0または1を表す。)、
(C)下記一般式(III)で表される有機珪素化合物、その加水分解物および/または該加水分解物の部分縮合物;
Si(OR7)4 ……(III)
(式中、R7は炭素数1〜8の炭化水素基、アルコキシアルキル基またはアシル基を表す。)。 - 前記光学基板が、プラスチックレンズ基板であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法。
- 前記塗料組成物を光学基板上に塗布する方法が、湿式法に基づくディップコート法、スピンコート法またはロールコート法であること特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法。
- 前記光学基板とハードコート層の間に、プライマー層を敷設することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法。
- 前記ライトカラーミラーコート層の表面を、フルオロシラン化合物で処理することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のライトカラーミラーコート層付き光学基板の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の方法から得られるライトカラーミラーコート層付き光学基板。
- 前記ライトカラーミラーコート層を、前記光学基板の少なくとも片面(凸面)に一層、設けてなることを特徴とする請求項9に記載のライトカラーミラーコート層付き光学基板。
- 前記ライトカラーミラーコート層が、380〜780nmの範囲にある特定波長域の光を比較的多く反射するものであることを特徴とする請求項9〜10のいずれかに記載のライトカラーミラーコート層付き光学基板。
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2008
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