JPH0315161B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、合成樹脂製レンズに関し、特にレン
ズ表面に形成される反射防止膜の密着性に優れた
合成樹脂製レンズに係り、メガネレンズ、カメラ
レンズなどに代表される光学レンズに利用される
ものである。 〔従来の技術〕 一般に、透明合成樹脂、例えばポリ（ジエチレ
ングリコールビスアリルカーボネート）、ポリメ
チルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニルなどは透明性に加えて、
自身の有する軽量、易加工性及び耐衝撃性などの
利点を活かして各種光学部品の分野に応用されて
いる。光学部品において、特に合成樹脂製レンズ
は例えばメガネレンズ、カメラレンズ、プロジエ
クターレンズ、フレネルレンズ、自動車前照灯レ
ンズ、プリズムなどにその用途が拡大している。 合成樹脂製レンズにおいて、その素材としての
ポリメチルメタクリレートは量産成形が容易なこ
とからサングラスに、ポリカーボネートは耐衝撃
性に優れていることから保護帽などの安全メガネ
に、ポリ（ジエチレングリコールビスアリルカー
ボネート）は透明性が良いことから視力矯正用メ
ガネレンズに主として用いられている。しかしな
がら、上記透明合成樹脂材料よりなるレンズはも
とより、ガラスレンズにおいても、レンズ表面に
おける光の反射があり、このため光線透過率が低
下し、しかもゴーストと呼ばれる反射像が現れ
る。このため、レンズ表面における反射を減ら
し、光線透過率を高めるために通常、レンズ表面
に反射防止膜が設けられる。反射防止膜は、例え
ばMgF₂，LiF，ThF₄、氷晶石などの無機フツ化
物、あるいはSiO，SiO₂，ZrO₂，CeO₂，WO₂な
どに代表される金属酸化物を真空蒸着やスパツタ
リングなどの方法によりレンズ表面に単層あるい
は複層の被膜として形成される。 合成樹脂製レンズは、その表面への反射防止膜
の形成に際し、ガラスレンズに比較して耐熱性に
劣ることから、反射防止膜材料や形成方法などの
点で制約を受け、反射防止膜のレンズ表面との密
着性あるいは反射防止膜の耐久性などの点におい
て、その特性は必ずしも満足されるものでなく長
期間の使用により反射防止膜が剥離してしまうと
いう問題がある。これらのことから、従来より合
成樹脂製レンズの表面に反射防止膜を形成する手
段に関し、種々の提案がなされている。例えば、
合成樹脂製レンズの表面をあらかじめアルカリ水
溶液、酸、アミン類などによつて処理する化学的
処理あるいは、プラズマ、スパツタエツチング、
コロナ放電などによる物理的処理などによつて反
射防止膜の密着性を向上せしめる方法が開示され
ている。また、合成樹脂製レンズの表面にプライ
マー層を形成せしめ、その上に反射防止膜を形成
する方法として、プライマー層の材料にシランカ
ツプリング剤、メラミン系樹脂などが提案され、
本発明の出願人も特開昭58−59254号にて変性メ
ラミン系樹脂よりなるプライマー層の材料を提案
している。 〔発明の解決しようとする問題点〕 合成樹脂製レンズの表面への反射防止膜形成に
おけるレンズ表面の化学的処理あるいは物理的処
理は、これらの処理に伴ないその前後に付加工程
を必要としたり、更に物理的処理においては高価
な装置を必要とするなどコスト的に不利となるこ
とは免れない。また、プライマー層を形成する方
法においては、かかる形成処理工程における歩留
り低下、更にプライマー材料の種類によつては形
成されたプライマー層の経時変化による劣化が進
行し、これに付随して反射防止膜の密着性も低下
し、膜の剥離を生ずるという問題がある。 〔問題を解決するための手段〕 本発明者は、上記問題点に鑑み、合成樹脂製レ
ンズの反射防止膜の形成方法におけるレンズ表面
と反射防止膜との密着性向上について、レンズ表
面を特殊処理したり、プライマー層を形成するこ
となく、合成樹脂製レンズ基材の改質によつて、
上記問題点を解決すべく、種々研究、検討を行な
つた。その結果、合成樹脂製レンズとして好適な
透明重合体を与えるモノマーと、該モノマーと共
重合し得る特定の二重結合を有するシリコーン化
合物とを共重合せしめた共重合体よりなるレンズ
の表面に形成された反射防止膜は密着性が格段に
優れていて、しかも透明性、機械的特性などが損
なわれないという知見を得て本発明を完成するに
至つたものである。 即ち、本発明は合成樹脂製レンズにおいて、該
レンズは透明重合体を与える少なくとも１種の重
合性モノマーとメチルトリ（アクリロイルオキシ
アルコキシ）シラン化合物およびメチルトリ（メ
タアクリロイルオキシアルコキシ）シラン化合物
から選ばれる（メタ）アクリロイルオキシ基を有
するシラン化合物との共重合体よりなること特徴
とする反射防止膜の密着性に優れる合成樹脂製レ
ンズを提供するものである。 本発明において透明重合体を与える重合性モノ
マーは、レンズ用の公知のものであつて、（メタ）
アクリロイルオキシ基を有するシラン化合物と相
溶性を有し、共重合するものであれば特に限定さ
れない。また、プレポリマーとしてシラツプ状の
ものであつて、（メタ）アクリロイルオキシ基を
有するシラン化合物を溶解し、共重合処理によつ
て重合が進行し、共重合体が得られ、レンズが成
形されるものであれば使用できる。 透明重合体を与える重合性モノマーとしては、
次のモノマー例えばジエチレングリコールビスア
リルカーボネート、ジアリルフタレート、メチル
メタクリレート、メチルアクリレート、シクロヘ
キシルメタクリレート、２−ヒドロキシ−メタク
リレート、２−ヒドロキシ−アクリレート、２，
２−ビス（４−メタクリロイルオキシエトキシフ
エニル）プロパン、スチレン、α−メチルスチレ
ン、クロルスチレンなど例示できる。かかるモノ
マーは二種以上を混合したものであつてもよい。
上記例示のモノマーにおいてジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネートは（メタ）アクリロイ
ルオキシ基を有するシラン化合物との相溶性や共
重合体のレンズとしての透明性、透視性、機械的
強度などの点から、最も好適なものとして挙げる
ことができる。しかも、ジエチレングリコールビ
スアリルカーボネートと（メタ）アクリロイルオ
キシ基を有するシラン化合物とを共重合してなる
合成樹脂製レンズはその表面に形成される反射防
止膜の密着性は特に優れている。（以下、透明重
合体を与える重合性モノマーはジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネートにて代表して説明す
る。） 本発明において、（メタ）アクリロイルオキシ
基を有するシラン化合物はメチルトリ（アクリロ
イルオキシアルコキシ）シラン化合物およびメチ
ルトリ（メタクリロイルオキシアルコキシ）シラ
ン化合物が好適であり、反応性基である（メタ）
アクリロイルオキシ基の存在が重要である。かか
るシラン化合物を例示するとメチルトリ（アクリ
ロイルオキシメトキシ）シラン、メチルトリ（ア
クリロイルオキシエトキシ）シラン、メチルトリ
（メタクロイルオキシエトキシ）シランなどが挙
げることができる。ジエチレングリコールビスア
リルカーボネートと上記例示のシラン化合物とを
共重合して成形されたレンズの表面は反射防止膜
の形成に好適となり、形成される反射防止膜、特
に金属酸化物系の反射防止膜の密着性は優れたも
のとなる。かかる密着性の向上理由については明
らかではないが、レンズの表面及び厚さ方向に極
めて均質にシロキサン分子が存在し、これが反射
防止膜材料、特に金属酸化物系の反射防止膜材料
と化学的に結合することによるものと推測され
る。 透明重合体を与える重合性モノマーと共重合し
得るシリコーン化合物との共重合体において、特
殊なシリコーン化合物との共重合体からなるコン
タクトレンズが提案されているが、シリコーン化
合物は特殊なものであつて、入手し難く、しかも
軟質となることなどからメガネレンズ用への使用
には適当ではない。また、反応性基を有するシラ
ン化合物として、ビニルシラン化合物もあるが、
かかる化合物との共重合体はレンズ表面の硬度が
低下することから、助剤の併用が必要となり、そ
のため工程が煩雑となりしかもコストが高くな
る。 本発明におけるジエチレングリコールビスアリ
ルカーボネートと（メタ）アクリロイルオキシ基
を有するシラン化合物との共重合によるレンズの
成形方法において、（メタ）アクリロイルオキシ
基を有するシラン化合物の配合量は0.5〜10重量
％であるのが適当であり、更に好ましくは１〜５
重量％である。上記の範囲より少ないと反射防止
膜の密着性の向上は認められず、一方、その範囲
を越えると共重合によるレンズ成形性に好ましく
ない影響が現れる。 本発明における共重合の方法は、ラジカル重合
によつて行なわれる。かかる重合開始剤は、ジエ
チレングリコールビスアリルカーボネートの重合
に通常用いられるジイソプロピルパーオキシカー
ボネートが適当であるが、その他、例えばジ−２
−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ
−sec−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ−
ｎ−プロピルオキシジカーボネート、ジメトキシ
イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−２
−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ビ
ス（４−tert−ブチルシクロヘキシル）パーオキ
シジカーボネート、tert−ブチルパーオキシイソ
プロピルカーボネートなどのパーオキシカーボネ
ート類、あるいはベンゾイルパーオキサイド、ラ
ウリルパーオキサイドなどに代表されるパーオキ
サイド類が使用できる。かかる重合開始剤はモノ
マーに対し通常１〜５重量％が用いられるが、本
発明においてもその範囲内の量で充分である。 本発明の合成樹脂製レンズにおいて、成形され
たレンズに種々の特性を付与するために、必要に
応じて添加剤、例えばUV吸収剤として、２，４
−ジヒドロキシベンゾフエノン、２−ヒドロキシ
−４−メトキシベンゾフエノン、２−ヒドロキシ
−４−オクトキシベンゾフエノンなどのベンゾフ
エノン誘導体、ベンゾトリアゾール置換体など、
耐酸化剤としてのヒンダートフエノール、ヒンダ
ートアミンなど、また帯電防止剤としての第４級
アンモニウム塩、非イオン系界面活性剤などが配
合されてもよい。 本発明において、共重合によるレンズの成形方
法は通常の注型方法が採用されるが、特に限定さ
れない。通常液状のモノマーに重合開始剤を添加
して溶解せしめることによつて調製された混合液
をあらかじめガスケツトによつてガラス製モール
ドを組み込んだ成形型、即ち、セルに注入して加
熱し重合せしめる。本発明の成形方法も、例えば
ジエチレングリコールビスアリルカーボネートに
所要量の（メタ）アクリロイルオキシ基を有する
シラン化合物及び重合開始剤を配合して溶解せし
めた混合液をセルに注入して加熱することによつ
て行なわれる。重合条件としての加熱温度は使用
されるモノマーの種類によつて異なるが、ジエチ
レングリコールビスアリルカーボネートでは約25
℃の室温から徐々に昇温して約125℃にまで昇温
加熱せしめるが、その所要時間は、24〜48時間を
費やして重合を完結せしめるのが適当である。冷
却後、成形型から成形されたレンズを取り出し、
直ちに反射防止膜の形成処理を行なうが、必要に
より洗浄処理の後、反射防止膜の形成処理が行な
われる。 合成樹脂製レンズに対する反射防止膜形成処理
方法として代表的なのは、真空蒸着法、イオンプ
レーテイング法、CVD法、スパツタリング法な
どであるが、本発明の合成樹脂製レンズはいずれ
の方法も採用することができる。反射防止膜材料
としては、通常例えばシリカ、アルミナ、ジルコ
ニア、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化ベ
リリウム、酸化インジウム、酸化ハフニウムなど
の金属酸化物、あるいはフツ化マグネシウム、フ
ツ化セリウム、フツ化ランタン、フツ化リチウ
ム、フツ化ナトリウムなどのフツ化物が使用され
るが、本発明の合成樹脂製レンズにおいても、か
かる反射防止膜材料が使用できる。また、上記の
反射防止膜材料に金、銀、銅、クロム、アルミニ
ウムなどを少量加えて着色させてもよい。上記の
反射防止膜材料からなる反射防止膜は通常特定の
１種を特定の膜厚となるように単層構造となす
か、あるいは特定の数種を特定の膜厚に多層構造
となるように積層されてなるが、本発明の合成樹
脂製レンズはいずれであつてもよい。而して、反
射防止膜材料において、レンズに均質に存在する
シロキサン分子との化学的結合による密着性の向
上効果の最も顕著なものはSiO₂である。例えば、
真空蒸着法によりSiO₂，ZrO₂を交互に特定膜厚
となるように形成されてなる反射防止膜は反射防
止性能はもとより密着性及び耐久性に優れてい
て、例えば強制環境テストにおいても剥離や亀裂
の発生は全く認められない。 〔実施例〕 以下に、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定され
るものではない。 実施例 １〜３ 透明重合体を与える重合性モノマーとしてのジ
エチレングリコールビスアリルカーボネート（旭
ペンケミカル社製品）に、（メタ）アクリロイル
オキシ基を有するシラン化合物としてメチルトリ
（アクリロイルオキシエトキシ）シラン及びメチ
ルトリ（メタクリロイルオキシエトキシ）シラ
ン、更に重合開始剤としてジイソプロピルパーオ
キシジカーボネート（パイロールIPP：日本油脂
社製品）を第１表に示される配合量に従つて添加
し、よく混合して透明な混合液を調製した。この
混合液をガラス製モールドとガスケツトによつて
形成されたレンズ成形用セル中に注入し、33℃に
1.5時間維持し、続いて33〜63℃に14時間を要し
て昇温し、63℃に45分間、63〜93℃に45分間、93
℃に１時間と各温度に維持及び昇温を繰返して継
続し、合計約18時間を要して熱重合を完結させ
た。次に室温まで放冷し、常法によりレンズを離
型した。離型性はいずれもジエチレングリコール
ビスアリルカーボネートの単独重合体よりなるレ
ンズと何ら差異は認められなかつた。このように
して成形されたレンズのジオプターは0.00で中心
部の厚さ約2.5mmであり、完全に透明で、視間透
過率測定器（朝日分光社製MODEL DSP−GI）
により測定した視間透過率はいずれも93％であつ
た。 得られたレンズを、中性洗剤２％溶液、上水、
蒸留水、イソプロピルアルコールが充填された浴
中で順次超音波洗浄を行なつた後、乾燥し、真空
炉内に挿入し、１×10^-5Torr、基板温度60〜100
℃で金属酸化物の膜厚がレンズ表面側から
SiO₂0.045，ZrO₂0.032，SiO₂0.010，ZrO₂0.086，
SiO₂0.089（各μm）からなる設計値になるように
真空蒸着処理を行ない反射防止膜を形成せしめ
た。 反射防止膜の形成されたレンズを耐湿テストと
して温度50℃、関係湿度95％に維持された耐湿槽
中に14日間及び30日間それぞれ保持した後、反射
防止膜の密着性をゴバン目テスト、即ち１mm間隔
にゴバン目にカツトして100個のマス目の粘着テ
ープによる剥離試験法により評価した。 ゴバン目テストによるレンズ凹凸両面のテスト
結果を第１表に示したがいずれも100／100で剥離
は全く認められなかつた。。 実施例 ４ 第１表に示される配合量に従つて、ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネートにジアリルフ
タレートをあらかじめ混合し、これにメチルトリ
（アクリロイルオキシエトキシ）シラン、ジイソ
プロピルパーオキシカーボネート、ジ−tert−ブ
チルパーオキサイド及び紫外線吸収剤とした２−
ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフエノンを加え
て溶解し、透明な混合液を調製した。この混合液
をガラス製モールドとガスケツトによつて形成さ
れたレンズ成形用セル中に注入し、33℃に30時間
維持し、続いて33〜63℃に14時間を要して昇温
し、63℃に45分間、63〜93℃に45分間、93℃に１
時間と各温度に維持及び昇温を繰返して継続し、
合計約47時間を要して重合を完結させた。次に室
温まで放冷し、常法によりレンズを離型した。離
型性は実施例１〜３と何ら差異は認められず、実
施例１〜３と同様の形状で、透明な視間透過率92
％のレンズを得た。得られたレンズを実施例１〜
３と同様に真空蒸着処理して反射防止膜を形成
し、次いで耐湿テスト後のゴバン目テストを行な
つた。 ゴバン目テストによるレンズ凹凸両面のテスト
結果を第１表に示したがいずれも100／100で剥離
は全く認められなかつた。 比較例 １ 実施例１において、メチルトリ（アクリロイル
オキシエトキシ）シランを加えない他は、実施例
１と同様の方法で形成され、反射防止膜の形成さ
れたレンズを得た。得られたレンズを実施例１と
同様に耐湿テスト後、ゴバン目テストを行なつ
た。 ゴバン目テストによるレンズ凹凸両面のテスト
結果を第１表に示したが凹凸両面とも反射防止膜
は完全に剥離した。 比較例 ２ 比較例１にて成形されたレンズの表面にプライ
マー層として、微粒子状シリカとジオールの予備
縮合物とアルキルエーテルメチロールメラミンと
を予備縮合した縮合を１，４−ブタンジオールに
希釈して固形分20％とした変性メラミン系樹脂か
らなるプライマー層を形成した後、実施例１と同
様にプライマー層上に反射防止膜を形成した。得
られたレンズを実施例１と同様に耐湿テスト後、
ゴバン目テストを行なつた。 ゴバン目テストによるレンズ凹凸両面のテスト
結果を第１表に示したが凹凸両面とも反射防止膜
は大部分剥離した。

〔発明の効果〕

本発明の合成樹脂製レンズは、透明重合体を与
える少なくとも１種の重合性モノマーと（メタ）
アクリロイルオキシ基を有するシラン化合物とを
共重合して得られる合成樹脂製レンズであつて、
該レンズ表面に形成される反射防止膜は格別の密
着性を有し、従つて耐久性に優れるという効果を
有するものである。 特に、従来はレンズ表面を特殊処理したり、プ
レコート層を形成する工程を必要とし、かかる工
程を経ることによる不良発生は歩留りを低下せし
める原因となつているが、本発明の合成樹脂製レ
ンズはかかる工程を必要としないことから、歩留
り低下の原因が除かれることとなり、コスト的に
も格段に有利となるという効果が認められるもの
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 合成樹脂製レンズにおいて、該レンズは透明
   重合体を与える少なくとも一種の重合性モノマー
   と、メチルトリ（アクリロイルオキシアルコキ
   シ）シラン化合物及びメチルトリ（メタアクリロ
   イルオキシアルコキシ）シラン化合物から選ばれ
   る（メタ）アクリロイルオキシ基を有するシラン
   化合物との共重合体よりなることを特徴とする反
   射防止膜の、密着性に優れる合成樹脂製レンズ。 ２ 透明重合体を与える重合性モノマーがジエチ
   レングリコールビスアリルカーボネイトであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の合成
   樹脂製レンズ。