JPH01197701A - プラスチツク製光学部材およびその製造方法 - 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］ 本発明は透明プラスチック基材上に耐擦傷性、耐熱性等
に優れる反射防止膜を有するプラスチック製光学部材お
よびその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、眼鏡レンズ、カメラレンズ等の光学部材は無機ガ
ラスを基材としてなるものであったが、安全性、軽量化
、加工性等に対する要望から透明プラスチックを基材と
したものが急速に普及されつつある。

しかしながら、プラスチック基材は耐擦傷性に劣るとい
う欠点があり、例えば、プラスチック製眼鏡レンズにお
いては、多くはその表面に耐擦傷性を付与しつるハード
コート層を設けることによって実用化が図られている。

しかしながら、プラスチック基材上に優れた密着性と耐
久性を有するハードコート層を形成することは容易でな
く、シたがってハードコート層の形成材料あるいはハー
ドコート層の形成方法等に関し種々の提案がなされてい
る。

また、プラスチック基材よりなる光学部材の用途に応じ
て、あるいは光学部材の耐擦傷性の向上を目的として、
その基材上または基材上に設けられた耐擦傷性を有する
ハードコート層を介して反射防止膜が設けられることも
多い。反射防止膜の材料としては、例えばＭｇＦ、、　
Ｓｉｎ。

５ｉｎｓ、　ＺｒＯ□、　Ｃｅ０ｉ等が単層または多層
の膜としてコーティングされる。かかる反射防止膜は形
成方法として真空蒸着、高周波イオンブレーティング、
さらにそれらの改良法としてイオンボンバード処理等に
よって行なわれるが、これらのコーティング方法は、元
来、無機ガラス基材に適用されたものであることから、
プラスチック基材に対しては必ずしも充分ではなく、要
求される特性を完全に満足させるまでには至っていない
。したがって１反射防止膜に関しても、その材料あるい
はコーティング方法に関して多くの提案がなされている
。特に、最近は反射防止効果と併せて表面硬化、膜の密
着性、帯電防止等の効果を向上させるための試みもなさ
れている。

［発明の解決しようとする課題］ １１；１記のようなプラスチック基材よりなる光学部材
の表面特性を改良する従来技術、あるいは改良の試みら
れた技術によってもプラスチック基材に設けられる反射
防止膜は硬度が不足していて耐擦傷性等は充分でなく、
さらにプラスデック基材と反射防止膜の無機材料との熱
膨張係数の相違から、特に熱に対する耐久性に劣るとい
う問題点がある。しかも多層膜の場合、膜層間の密着性
が弱く、さらに反射防止膜は微視的には緻密性に欠け、
水分等の浸透によって膜の剥離を生ずるという欠点をも
有している。

本発明は、従来技術における上記のような問題点を解消
しようとするものであり、プラスデック基材上に設けら
れる反射防止膜の耐擦傷性、耐熱性、耐久性等の特性が
向上されたプラスチック製光学部材およびその製造方法
を新規に提供することを目的とすそものである。

［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明は透明プラスチック基材とその上に設けら
れた少なくとも一層の反射防止膜からなり、かつ該反射
防止膜の少なくとも一層はイオンビームアシスト下に形
成された反射防止膜であることを特徴とするプラスチッ
ク製光学部材およびその製造方法を提供するものである
。さらに、本発明は、透明プラスチック基材、該基材上
に設けられた耐擦傷性を有するハードコート層、および
該ハードコート層上に設けられた少なくとも一層の反射
防止効果からなり、かつ該反射防止膜の少なくとも一層
はイオンビームアシスト下に形成された反射防止膜であ
ることと特徴とするプラスチック製光学部材およびその
製造方法を提供するものである。

本発明のプラスチック製光学部材は透明プラスチック基
材上に少なく□とも一層の反射防止膜が設けられてなる
。而して、本発明のプラスチック製光学部材は上記の如
く、反射防止膜が耐擦傷性を何するハードコート層上に
設けられてなるものを含むものである。かかるハードコ
ート層は反射防止膜の耐擦傷性向上および透明プラスチ
ック基材と反射防止膜との間の緩衝機能を付与するとい
う効果を有するものである。

耐擦傷性を有するハードコート層は公知の材料からなる
ものを含み、特に好ましべはポリオルガノシロキサン、
アクリル系化合物、シリカ、アルミナ等よりなる。而し
て、ポリオルガノシロキサンとしては例えば、メチルト
リメトキシシラン、テトラメトキシシラン、ジメチルジ
メトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルエ
チルジェトキシシラン等またはこれらの加水分解物の縮
合物、アクリル系化合物としては例えば、メタクリル酸
などのアクリル化合物と多官能グリコールとのエステル
化合物よりなる架橋反応物等である。

ハードコート層の形成方法は、特に限定されることなく
、通常の方法である例えばハードコート材料を含む溶液
に基材を浸漬する浸漬法、基材表面にハードコート溶液
をスプレーするスプレー法、ハードコート溶液を塗布し
た後高速回転するスピニング法等によって基材表面にハ
ードコート溶液を塗布した後、加熱して硬化させる方法
が採用される。設けられるハードコート層の厚さは好ま
しくは１−１０μｍである。

本発明のプラスチック製光学部材は透明プラスチック基
材上に直に、あるいは上記のようにして設けられた耐擦
傷性を有するハードコート材料に少なくとも一層の反対
防止膜が設けられてなる。反射防止膜はその材料として
、Ｓｉｎ、。

ｚ「０．が知られているが、これらが用いられてもよい
ことは勿論、低屈折率材料としてのＭｇＦｉ。

中屈折率材料としての＾ＩＪｓ、　ＣｅＯ，ＹｉＯａ、
高屈折率材料としてのＴａ５Ｏｓ、ＹｉＯａ等も含まれ
る。

かかる材料よりなる反射防止膜は単層あるいは、それら
を適宜組み合わせた多層のいずれであってもよいが、反
射防止膜の形成方法は従来技術として真空蒸着、イオン
ボンバード処理、高周波イオンブレーティング等が公知
であり、かかる方法を組み合せることも行なわれるが、
これら公知の方法によって行なわれる。而して、本発明
において重要なのは反射防止膜の形成に際して少なくと
も一層をイオンビームアシスト下に形成することである
。イオンビームアシストはイオンビームのエネルギーに
よって反射防止膜材料の密度を高め、その結果、膜の密
性強度、特に多層膜間の層間、ハードコート層と反射防
止膜の層間等の密着強度を向上させる効果を生ぜしめる
。

イオンビームアシストは反射防止膜の形成工程において
、その直前から終了するまでの間、イオン銃を用いてイ
オンビームの照射を継続する。この際、特に好ましくは
透明プラスチック基材の表面、あるいは該基材上に設け
られてなるハードコート層の表面をイオンビームクリー
ニングすることである。かかるイオンビームクリーニン
グによって、被処理面は反射防止膜の密着性がさらに向
上する。イオンビームアシストは反射防止膜が多層から
なる場合は一層の膜形成毎に行ってもよく、また多層に
形成される最終膜の形成時に行ってもよいが、好ましく
は前者であり、少なくとも形成される最上層の膜がイオ
ンビームアシスト下に形成されてなることが必要である
。

イオンビームアシストの条件は、用いるイオン銃のイオ
ンビームの電圧、電流によって異なり一層には決定され
ないが、通常は電圧３００〜１０００Ｖ　、電’ｒＭ　
３００〜７００ｍＡであり、目的とする膜厚になるまで
イオンビームの照射を継続する。イオン銃のイオン化物
質は通常、アルゴン、ｖｉ素、窒素ガス等であり、イオ
ン化の生成方法により各種のイオン銃があるが、いずれ
であってもよく、特に限定されない。

本発明において用いられる透明プラスチック基材は、例
えば、ポリメチルメタクリレート。

ポリカーボネート、ポリ（ジエチレングリコールビスア
リルカーボネート）、ポリスチレン。

不飽和ポリエステル等よりなり、各種の成形方法、例え
ば液状の千ツマ−においてキャスティング法、ベレット
状の重合体において射出圧縮法等によって形成されてな
るものであって、眼鏡レンズ、フィルター、プリズム、
板状体。

フィルム等である。

［実施例］ 実施例１ 基材としてジエチレングリコールビスアリルカーボネー
トをキャスティング法によって重合成形してなる眼鏡レ
ンズを用いて、この眼鏡しンズを真空槽内にセットし、
レンズ表面をイオン銃（Ｄｅｎｔｏｎ　Ｖａｃｕｕｍ　
Ｉ　ｎｃ、製）を用いてビーム電圧６００Ｖ、電流１０
０ｍＡ、アルゴンガス　１００％、真空度８　Ｘ　１０
−’Ｔｏｒｒ、　３分間の条件でイオンビームクリーニ
ングを行った。

次いで、真空蒸着装置を用いて真空度１．２×１０’Ｔ
ｏｒｒ　％温度８０℃の条件で５ｉ０２層なλ／８に蒸
着させ、その際、上記と同様のイオン銃を用いてビーム
電圧６００Ｖ、電流５００ｍＡ、アルゴンガス　１００
％の条件で５ｉＯｚ層の反射防止膜の形成と同時にイオ
ンビームアシストを行った。続いて同装置にてＺｒ０ａ
をλ／８．５ｉＯｚをＩ／３λ、Ｚｒ０ａを　１／３λ
、さらに最上層（空気側）に５ｉＯｚをλ／４となるよ
うに順次蒸着させて５層からなる反射防止膜を形成させ
、それぞれの蒸着時に、上記と同様の条件にて、イオン
ビームアシストを行った。

このようにして得られた反射防止膜の設けられた眼鏡レ
ンズについて特性を下記のようにして確認した。その結
果を第１表に示す。

耐熱性：５０℃より１０℃毎に昇温された恒温槽中にレ
ンズを１０分間ずつ保持した後、直ちに顕微鏡によりレ
ンズ表面の変化を観察し、反射防止膜のクラック発生温
度を求める。

耐擦傷性：　’ｏｏｏｏのスチールウールに５００ｇの
荷重をかけて、レンズ表面を　１２０回摺動して、その
後のレンズ表面の変化を顕微鏡により観察し、傷の発生
の有無およびその程度を確認する。

耐煮沸性：１００℃の沸騰水にレンズを１０分間浸漬し
、その後目視により観察し、レンズ表面の変化、特に反
射防止膜の剥離の有無を確認する。

密着性：恒温恒湿試験槽内にて５０℃×１１１００％の
条件で２週間レンズを保持した後、ゴバン目クロスカッ
ト試験によって反射防止膜の剥離の程度を確認する。

実施例２ 実施例１と同様の眼鏡レンズを使用し、この眼鏡レンズ
の表面に市販のオルガノポリシロキサンを主成分とする
ハードコート液（信越化学社製）をスピナーにより塗布
し、１２０℃にて１．５時間加熱処理して厚さ約２μｍ
のハードコート層を設けた。続いて、この眼鏡レンズを
真空槽内にセットしてハードコート層の表面を実施例１
と同様にしてイオンビームクリーニングを行った。

次に真空蒸着装置を用いて、実施例１と同様にして蒸着
法によりハードコート層上に５層からなる反射防止膜を
形成させ、その際それぞれの蒸着時にイオンビームアシ
ストを行った。

このようにして得られた反射防止膜の設けられた眼鏡レ
ンズについて特性を実施例１と同様にして確認した。そ
の結果を第１表に示す。

実施例３ 実施例２と同様にして、ハードコート層の設けられた眼
鏡を得て、このレンズのハードコート層をビーム電圧６
００ｖ％電流３００ｍ−＾、アルゴンガス１００％、真
空度８　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ％１分間なる条件にてイ
オンビームクリーニングを行った。

次に真空度８　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ、温度８０℃の条
件で蒸着を行い、ＡＩ！Ｏｓ　λ／４、Ｚｒ０ａ！／２
．５ｉＯｚＬ／４の３層よりなる反射防止膜を形成させ
、その際それぞれの蒸着時にビーム電圧９００Ｖ　、電
流３００ｍＡ、アルゴンガス８０％、酸素２０％の条件
でイオンビームアシストを行った。

このようにして得られた反射防止膜の設けられた眼鏡レ
ンズについて特性を実施例１と同様にして確認した。そ
の結果を第１表に示す。

第１表 Ｏ：優　　Δ：良　　×：不良 比較例１ 実施例２において真空蒸着による反射防止膜の形成に際
して、イオンビームクリーニング、およびイオンビーム
アシストを行わない他は実施例２と同様にして反射防止
膜の設けられた眼鏡レンズを得た。

この得られた眼鏡レンズについて実施例１と同様にして
特性を確認した。その結果を第１表に示す。

［発明の効果］ 本発明のプラスチック製光学部材はその表面に設けられ
る反射防止膜の特性、特に耐熱性、耐擦傷性、耐煮沸性
、密着性等に優れるという効果を有している６従って長
期間の使用において膜の剥離等を生ずることなく、耐久
性の向上に優れた効果が認められ、眼鏡レンズ、光学フ
ィルター、プロジェクタ−レンズ、プリズム等の用途に
適応し得るものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透明プラスチック基材とその上に設けられた少なく
   とも一層の反射防止膜からなり、かつ該反射防止膜の少
   なくとも一層はイオン ビームアシスト下に形成された反射防止膜であることを
   特徴とするプラスチック製光学部材。 ２、透明プラスチック基材、該基材上に設けられた耐擦
   傷性を有するハードコート層、および該ハードコート層
   上に設けられた少なくとも一層の反射防止膜からなり、
   かつ該反射防止膜の少なくとも一層はイオンビームアシ
   スト下に形成された反射防止膜であることを特徴とする
   プラスチック製光学部材。 ３、透明プラスチック基材上に少なくとも一層の反射防
   止膜を形成するに際し、反射防止膜の少なくとも一層を
   イオンビームアシスト下に形成することを特徴とするプ
   ラスチック製光学部材の製造方法。 ４、耐擦傷性を有するハードコート層の設けられた透明
   プラスチック基材の該ハードコート層上に少なくとも一
   層の反射防止膜を形成するに際し、反射防止膜の少なく
   とも一層をイオンビームアシスト下に形成することを特
   徴とするプラスチック製光学部材の製造方法。