JPH01147401A - 複合光学部品の保護被膜 - 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」 本発す１は、ガラスと樹脂とにより構成される複合光学
部品の樹脂表面に形成してこれを保護する保護被膜に関
する。

「従来の技術」 従来、非球面レンズは、その光学的効果を評価されなが
らも力′ラスを直接非球面に加工することか困難な為に
破産することができず、特殊な用途のみに限定されてい
た。

そこで、レンズ素材をＰＭＭＡ　（ポリメチルメタクリ
レート）やＳＡＮ　（スチレンアクリロニトリル）等の
光学樹脂とし、非球面の金型で成形することによる量産
化が行なわれているが、光学樹脂のみによって形成され
たレンズは温度変化によって屈折率及び面の曲率半径が
変化し、焦点距離やバックフォーカスが狂ってしまうと
いう欠点があった。

この為、ガラス素材により形成された球面レンズを基材
とし、非球面の金型を用いてこれに光学樹脂材料（光学
プラスチック素材〕を一体に成形してガラス基材と光学
樹脂材料が接合されて所定の非球面レンズをＭＩＪ戊す
る所謂ハイブリッド構成としたものが考えられ、製造さ
れている。

しかし、樹脂層形成の際の重合収縮や温度変化によるガ
ラス基材と樹脂との熱膨張率の違いにより、その接合境
界面に剥離を生じたりガラス基材又は光学樹脂が破損す
るという問題や、樹脂層の表面硬度はガラスに比較して
低い為に耐擦傷性及びｒＩＩ＃候性が悪いという問題を
有するものであっ前者の問題を解決するものとして、ガ
ラス基材の樹脂層形成面に接着性を向上させるプライマ
ーを塗布した後、熱膨張率の差に対して追随性の良い軟
質の光学樹脂を用いて樹脂層を形成する方法や、ガラス
基材の樹脂層との接合面に所定のスリ面を形成して樹脂
層とガラス基材との接着性を向上させる方法等が考えら
れ、又、後者の問題の解決法としては、樹脂層の表面に
更に硬質樹脂層を保！ＩＭとして形成して多層の複合化
レンズとすることが考えられている。

「従来技術の問題点」 しかし乍ら、上記の如く軟質樹脂層の表面に更に硬質樹
脂による保護層を形成する為には、樹脂層形成時と同様
に非球面の金型を使用しなければならないものである。

従って軟質樹脂層形成時と保！Ｉ膜形成時の二度に亘っ
て非球面の金型を使用しなければならず、製造工程が複
雑化して作業性が悪くなると共に単位個数のレンズの金
型占有時間が増加して生産効率が低下し、製造コストが
増大するという問題があるものである。

「発明の目的」 本発明は、上記の如き事情に鑑み、耐久性に優れ、Ｕ４
．つ製造工程の簡略化が回部１な複合光学部品。

の保護被膜の提供、をその目的とする。

ｒ問題点を解決する手段」 この為、本発明に係る複合光学部品の保護被膜に於ては
、樹脂層表面に有機ケイ素化合物とコロイダルシリカ類
よりなる硬化ｌＩ！Ｉを膜厚０．１ｐｍ乃至１０ＡＬｍ
で形成するものである。

「発明の実施例」 次に本発明の一実施例を現用する。第１図はガ゛ラス基
材１の表面に隼球面の樹脂層２を形成した複合非球面レ
ンズ１０の断面図であり、樹脂層２の表面に本発明に係
る複合光学部品の保護液Ｉ８！３が形成されている。

該保護被膜３は、一般式が Ｒ’ａＲ２ｂＳｉ　　（ＯＲ’　）　５−ｄ−ｂ・・・
・・・（１）で示される有機ケイ素化合物（Ｒ１，Ｒ２
及びＲ３は夫々アルキル基・アリール基・エポキシ基争
メタクリロシ基・グリシドキシ基又はアミノ基等の中の
少なくとも１個を有する同種もしくは異種の官能基、ａ
、ｂは０又はｌである）又はその加水分解物１００重量
部に対して、コロイダルシリカ５０重蓋部〜２００重量
部、硬化剤として金属キレート化合物０．１重量部〜ｌ
Ｏ重量部重量部を材料としてコーティング組成物を形成
し、該コーティング組成物を基体上（樹脂層表面）に塗
布した後、７０℃〜１５０℃で加熱することにより硬化
させて形成することができる。

コーティング組成物の塗布は、デイツプコート法、スピ
ンコード法あるいはスプレーコート法等の方法により均
一な厚さに形成することができ、塗布する光学部品の精
度及び所望する保護被膜厚等により適宜選択すれば良い
、又、保護被膜の厚さや屈折率を設定することにより樹
脂層表面の保護のみならず反射防止等の機能を付与する
ことも町箋である。尚、加熱処理温度乃至加熱時間は樹
脂層の耐熱性を考慮して設定しなければならないことは
言うまでもない。

更に、上記保護被膜の上面に、ＭｇＦ、。

５３０、ＳｉＯ２，Ａｌ＋０３．ＴｉＯ２、Ｔｉ０１Ｍ
ｇ０１Ｙ２０３　、ＺｒＯ２，ＣｅＯ２×はＹｂ？Ｏａ
等の無機化合物を真空蒸着法、スパッタリング法あるい
はイオンプレーテインク法等により中層もしくは多層の
反射防止膜を形成することも可能である。

ここで、式（１）により示される有機ケイ素化合物の代
表例としては、 メチルシリケート、エチルシリケート、ｎ−プロピルシ
リケート、ｉ−プロピルシリケート、ｎ−ブナルシリケ
ート、５ｅｃ−ブチＩレジリケード及びＥ−メチルシリ
ケートなどのテトラアルコキシシラン類、及びその加水
分解物、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキ
シシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、メチル
トリアでトキンシラ〉′、メチルトリプトキシシテン、
エチルトリメトキシシラン、エチルトリエト千ジシラン
、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、こニルトリアセトキシンラン、ビニルトリメトキシ
エノキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニ
ルトリエトキンンラン、フェニルトリアセトキシシラン
、３．３．３−トリフロロプロピルトリメトキシンラン
、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルエトキシシラノ、Ｎ−β−（アミンエチル）−γ
−７ミノプロピルトリメト午ンシラン、メナルトリフエ
ノキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン
。

グリシドキシメチルトリエトキシシラン、α−グリシド
キシエチルトリメトキシシラン、α−グリシドギシエチ
ルトリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエ
トキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシ
ラン、α−グリシドキシプロピルトリメトキンシラン、
α−グリシトキシプロビルトリエトキシシラノ、β−グ
リシドキシプロビルトリメトキシシテン、β−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
ロビルトリメトキシンラン、γ−グリシドキシグロビル
トリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリプ
ロポキシシラン、γ−グリシドキシプロビルトリプトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロビルトリメトキシエト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリフエノキシ
シラン、α−グリシドキンブチルトリメトキシシラン、
α−グリシドキシブチルトリエト牛クジシランβ−グリ
シドキシブチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシ
ブチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシブチルト
リメトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリエトキ
シシラン、δ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン
、δ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、　　（
３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシ
シラン、（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルト
リエトキシシラン、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、β−
（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリプロポ
キシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）
エチルトリブトキシシラン、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）エチルトリフエ
ノキシシラン、γ−（３，４−エポキシシクロヘキシル
）プロピルトリメトキシシラン、γ−（３，４−二ポキ
ンシクロー＼キシル）プロピルトリエトキシシラ〉′、
δ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）ブチルトリエ
トキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル
）ブチルトリエトキシシランなどのトリアルコキンシラ
ン、トリアジルオキシシラン又はトリフエノキシシラン
類又はその加水分解物。

及び、ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメ
トキシシラン、ジメチルジェトキシシラン、フェニルメ
チルジメトキシシラン、ジメチルジアセトキシンラン、
γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン
、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジェトキシシラ
ン ／プａビルメチルジメトキシンラン、γ−７ミノブロビ
ルメチルジエトキシシラン、メチルビニルジェトキシシ
ラン、メチルビニルジェトキシシラン、グリシドキシメ
チルメチルジメトキシシラン、グリシドキシメチルメチ
ルジェトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジ
メトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジェト
キシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジメトキシ
シラン、β−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラ
ン，α−グリシドキシプロビルメチルジメトキシシラン
、α−グリシドキシプロビルメチルジメトキシシラン、
β−グリシドキシプロビルメチルジメトキシシラン、β
−グリシドキシプロビルメチルジェトキシシラン、γー
グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γーグ
リシドキシプロビルメチルジェトキシシラン、γーグリ
シドキシプロビルメチルジプロポキシシラン、γーグリ
シドキシプロビルメチルジプトキシシラン、γーグリシ
ドキシプロビルメチルジメトキシエトキシシラン、γー
グリシドキシプロビルメチルジフェノキシシラン、γー
グリシドキシプロビルエチルジメトキシシラン、γーグ
リシドキシプロビルエチルジェトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロビルエチルジプロボキシシラン、γ−グリ
シドキシプロビルビニルジメトキシシラン。

γ−グリシドキシプロビルビニルジェトキシシラン、γ
−グリシドキシプロビルフエニルジメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルフエニルジエトキシシラン、等
ジアルコキシシラン又はジアルコキシシラン類又はその
加水分解物があげられる。

これらの有機ケイ素化合物の１種類又は２ｓ類以上を任
意の比率で混合して使用することも可能である。保護被
膜は、光の干渉効果による分光特性の劣化を防ぐという
点から樹脂層を形成する光学プラスチック材料との屈折
率友が±０．０３以下であることが望ましく、光学プラ
スチック材料の屈折率等の条件により有機ケイ素化合物
の種類を適宜選択すると共にそれらの混合比率を変化さ
せることができるものである。

尚、実際の使用に於ては、上記有機ケイ素化合物は加水
分解物として使用することが硬化反応を効果的に進行さ
せる上で望ましい、有機ケイ素化合物の加水分解物は、
塩酸及び酢酸等により調製した酸性水溶液を有機ケ・ｆ
素化合物に添加することにより作成することができ、加
水分解の反応の進行は酸性水溶液のＰＨや添加址により
調節することがｏｆ藺である。

コリイダルシリ力届としては、メタノール分散コロイド
状シリカ、エタノール分散コロイド状シリカ、インプロ
ピルアルコール分散コロイド状シリカ及びブタノール分
散コロイド状シリカ等が使用可能であり１粒径は１０ｍ
ＪＪ、ｍ〜２０ｍμｍのものが好ましい。

硬化剤としては、前述の如く金属キレート化合物を用い
るが、０に溶解性触媒効果会硬化股の光学的吸収等の点
からアルミニウムキレート化合物が好ましく、アルミニ
ウムアセチルアセトネート、アルミニウムビスエチルア
セトアセテート千ノアセチルアセトネート及びアルミニ
ウムーシーｎ−ブトキシド−モノエチルアセトアセテー
トのＬ種又は２種以上の混合物が使用可能である。

更に、耐候性を高める為に紫外線吸収剤や酸化防止剤等
を添加することも可能である。

ここで、上記保護被膜３の耐擦傷性を試験した結果を第
２図に示す、具体的なコーティング組成物の調製、保護
被Ｗ！３の形成及び耐擦傷性試験方法は下記の通りであ
る。

（コーティング組成物の調製） コーティング組成物は、有機ケイ素化合物として。

（Ｖγ−グリシドキシプロビルメチル ジメトキシシテン・・・１７．５重量部■γ−グリシド
キシプロビルトリメトキシシラン・・・６１．５重量部 ＠）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・・・１７．５３［部を混合して使用
した。

上記■〜■を混合攪拌下で０．０１規定Ｊム酸２４．０
重量部を滴下し、滴下終了後−昼夜攪拌して宥機シラン
加水分解物を得る。

上記の如くして得られた、有機シラン加水分解物１２０
迅蓮部に対し。

インプロピルアルコール分散コロイド状シリカ・・・２
４０玉量部 イソプロピルアルコール　　　　　・・・６０ｍ　屋Ｂ
Ｅｎ−ブチルアルコール　　　　　　・・・６０重量部
シリコン系界面活性剤　　　　・・・ｌ、２５重量部ア
ルミニウムアセチルアセトネート ・・・０．２５正量部 を混合し、充分攪拌した後−昼夜室温で熟成させて調製
した。

（保護被膜の形成） 上記のコーティング組成物を、光学ガラスにより形成さ
れた球面レンズの表面にエポキシ樹脂（ｍｉｌｌモノマ
ーに　エマーソン？ンドｈミシグａ　丈余社製５ＴＹＣ
ＡＳＴ　１２６９＾を使用）により非球面樹脂層を形成
（非球面金型内に於て８０℃で１０時間加熱して重合）
して構成した複合化レンズの樹脂層表面にスピンコード
法により一様な厚さで塗布し。

１１０℃で４時間加熱処理して硬化させた。尚。

硬化後の被膜厚さは０．８７ｚｍであった。又、膜厚差
は０　、１　ｇｍ以内であり、−船釣な撮影系しンズの
形状誤差の公差範囲以内であった。

（耐擦傷性試験方法） スチールウール＃００００に１ｋｇの荷重をかけて５０
回樹脂層表面を擦り、傷の付き具合を目視により観察し
た。

その結果、上記実施例に於る保護被膜を形成したもので
傷が認められず、その耐擦傷性が実証されたものである
。

図中「比較例」は樹脂層表面が露出した状態のものであ
る。又、「実施例２」は上記実施例に於る保護被膜の表
面に更に、Ｙ２０３　、ＺｒＯ２及び５ｉ０２の三層よ
り成る反射防止膜を真空蒸着法により形成したものであ
る。膜厚は夫々０゜２５人（入＝５２０ｎｍ）である、
この「実施例２」の結果が「実施例」より若干劣る理由
としては、上記反射防止膜が傷付いたものと考えられる
。

「発明の効果」 本発明に係る複合光学部品の保護被膜に依れば、上記の
如き耐擦傷性に優れた保護被膜を、樹ＩｒｆＩ層表面に
塗布することにより形成することがで！る。

従って、保護被膜の形成に金型を使用する必要がなく、
生産工程が単純化できると共に生産効率も向上し、耐久
性に優れた複合光学部品の低コストによる製造が可能と
なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発１１に係る複合光学部品の保護被膜を形成
した非球面レンズの断面図、第２図は耐擦傷性試験の結
果を示す表である。 １・・・ガラス基材 ２・・・樹脂層 ３・・・保護被膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ガラス基材と樹脂層とにより構成される複合光学部品
   に於て、樹脂層表面に有機ケイ素化合物とコロイダルシ
   リカ類よりなる硬化膜を膜厚０．１μｍ乃至１０μｍで
   形成したこと、を特徴とする複合光学部品の保護被膜。