JPH0326361B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、合成樹脂としては比較的屈折率の高
いジアリルオルソフタレート樹脂（以下DAPと
称す）又はジアリルイソフタレート樹脂（以下
DIPと称す）でできたレンズ表面に、その樹脂と
の屈折率の差が±0.04以内の屈折率を有する有機
のハードコート層を設け、さらにその上に、無機
物からなる単層または多層の反射防止層を設けた
合成樹脂製レンズに関するものである。 レンズ材料として、無機ガラスと共に、合成樹
脂が使用される分野が増えてきた。合成樹脂レン
ズは、無機ガラスレンズに較べ、軽い、耐衝撃性
が高い、加工性が良いなどの特徴を有し、特に安
全性、装用感、フアツシヨン性を重視する眼鏡レ
ンズに多く用いられている。 しかし、樹脂レンズは、無機ガラスレンズに較
べはるかに傷が付き易いという欠点がある。その
為、樹脂レンズに実用上問題のない耐久性を与え
るには、樹脂レンズ表面にハードコート層を設け
耐擦傷性を向上させる必要がある。 また、樹脂レンズの場合、強度上、無機ガラス
レンズよりもレンズを厚くする必要があるという
欠点もある。レンズを薄くするには、無機ガラス
レンズ、特に眼鏡レンズで現在広く行なわれてい
るように、レンズ素材の樹脂の屈折率を上げる必
要がある。 レンズ素材の樹脂の屈折率が上がると、レンズ
表面での光の反射率が高くなり、反射防止層を
け、反射を低減させる必要が生じる。 従来、合成樹脂レンズにハードコートと反射防
止層効を持たせる場合、第１図に示すように、ま
ず、レンズ表面に、酸化硅素を主体とするハード
コート層１１を設け、その上に無機物の単層又は
多層の反射防止層１２を設けるという方法が用い
られてきた。 この方法は、十分良い反射防止効果は得られる
が、耐擦傷性はまだ実用上十分といえるものは得
られていない。また、耐衝撃性がコート前の樹脂
レンズに較べ極度に悪くなるという欠点がある。 有機のハードコート膜を合成樹脂レンズ上に塗
布し、レンズの耐擦傷性を上げることも広く行な
われている。この方法は、耐擦傷性が非常に良く
なり、耐衝撃性も低下しないという利点がある。
ただし、この方式では、反射防止効果は得られな
い為、屈折率の高い樹脂に用いた場合、表面反射
率が低減されないという欠点がある。 また、合成樹脂レンズ上にハードコート層を設
けた後、反射防止層を設ける場合、ハードコート
層の屈折率と合成樹脂レンズの屈折率の差が大き
くなると、ハードコート層の干渉の影響が反射防
止層の特性に強く作用し、反射防止層本来の反射
防止特性が得られなくなる。 本発明は、かかる欠点を除去したものであり、
その目的は、耐擦傷性、耐衝撃性と反射防止効果
が高く、軽くて薄い合成樹脂製レンズを提供する
ことにある。 本発明の基本的な膜構成は、第１図の通りであ
るが、合成樹脂製レンズ１０上に、有機のハード
コート層１１と、無機物からなる単層又は多層の
反射防止層１２が設けられている。有機のハード
コート層の屈折率は、合成樹脂製レンズの屈折率
との差が±0.04以内である。これによつて、ハー
ドコート層が反射防止層の反射防止特性に及ぼす
影響を十分小さくしている。また、このハードコ
ート層により、合成樹脂レンズの表面硬度を高め
ると同時に、無機物からなる反射防止層とレンズ
との密着性を向上させることにより、レンズの耐
擦傷性を総合的に向上させている。反射防止層
は、単層又は多層の無機物の層で構成されるが、
その総膜厚は0.5μm以下である。反射防止層に用
いられる無機物としては、Si0₂，Zro₂，Tj0₂，
Ta₂o₅Y₂0₃，Yb₂o₃等の金属酸化物、Si₃N₄等の
金属窒化物、MgF₂等の金属フツ化物、Cr、Ｗ、
Ta等の金属が用いられる。無機物の層を合成樹
脂製レンズ上に厚くコートすると、レンズの耐衝
撃性が劣化する。本発明においては、この無機物
の層の膜厚を0.5μm以下におさえることで、レン
ズの耐衝撃性を保守している。 DAP及びDIPを主成分とする合成樹脂レンズ
との屈折率の差が±0.04以内の有機のハードコー
ト層は、屈折率を高めるために次に示すような金
属アルコキシドを一成分として含む組成物から形
成される。 １ エーテル化メチロールメラミン，不乾性油，
アルキツド樹脂，金属アルコキシド。 ２ エーテル化メチロールメラミン，OH基 またはNR₂基または −Ｃ−NR₂ ‖ ０基含有アク リレートまたはメタクリレート樹脂，金属ア
ルコキシド。 ３ エーテル化メチロールメラミン，多価カルボ
ン酸，金属アルコキシド。 ４ エーテル化メチロールメラミン，多価カルボ
ン酸，金属アルコキシド。 ５ エーテル化メチロールメラミン，変性ポリア
ルキレングリコール，金属アルコキシド。 ６ エーテル化メチロールメラミン，二重結合を
有する酸，金属アルコキシド。 ７ エーテル化メチロールメラミン，分子中に二
重結合を２つ以上含有し、かつOH基を有する
樹脂単量体，金属アルコキシド。 ８ 上記１〜７のエーテル化メチロールメラミン
の代わりに、アルコキシシランの加水分解物に
した組成物。 ９ 上記１〜７のエーテル化メチロールメラミン
の代わりに、カーボンフアンクシヨナルポリオ
ルガノシロキサンにした組成物。 10 上記１〜７の組成物にアルコキシシランの加
水分解物を加えた組成物。 11 上記１〜７の組成物にカーボンフアンクシヨ
ナルポリオルガノシロキサンを加えた組成物。 12 上記１〜７の組成物のエーテル化メチロール
メラミンを除いた組成物等がある。 これらの組成物の他に、重合開始剤，縮合触
媒，溶媒を加え、レンズに塗布し硬化させ約0.5
〜50μのハードコート層とする。 エーテル化メチロールメラミンには、メトキシ
メチロールメラミン，エトキシメチロールメラミ
ン，エトキシメチロールメラミン，プロボキシメ
チロールメラミン，ブトキシメチロールメラミン
等がある。 OH基又はNR₂基とONR₂基含有アクリレート
又はメタルクリレートとしては、２ーヒドロキシ
エチルアクリレート，２ーヒドロキシエチルメタ
クリレート，２ーヒドロキシブロピルアクリレー
ト，２ーヒドロキシプロピルメタアクリレート，
ジエチレングリコールモノメタクリレート，トリ
エチレングリコールモノアクリレート，トリエチ
レングリコールモノメタクリレート，ポリエチレ
ングリコールモノアクリレート，ポリエチレング
リコールモノメタクリレート，２ーＮ，Ｎージメ
チルアミノエチルアクリレート，２ーＮ，Ｎージ
メチルアミノエチルメタクリレート，２ーＮ，Ｎ
ージエチルアミノエチルアクリレート，２ーＮ，
Ｎージエチルアミノエチルメタクリレート，３ー
Ｎ，Ｎージエチルアミノプロピルアクリレート，
３ーＮ，Ｎージエチルアミノプロピルメタクリレ
ート，Ｎ，Ｎージメチルアクリルアミド，Ｎ，Ｎ
ージメチルメタクリルアミド，Ｎ，Ｎージエチル
アクリルアミド，Ｎ，Ｎージエチルメタクリルア
ミド，Ｎ，Ｎージブチルアクリルアミド，Ｎ，Ｎ
ージブチルメタクリルアミド等がある。 多価カルボン酸としては、ピロメリツト酸，ト
リメリツト酸，フタル酸，イソフタル酸，テレフ
タル酸，ナフタル酸，カムフオール酸，ケリドニ
ン酸等がある。 変性ポリアルキレングリコールとしては、一般
式 Ｈ〔−（OR₁）mX〕−R₁OHで示される。 R₁；−CH₂CH₂−，−CH₂CH（CH₃）− −（CH₂）₄− ；

【式】

【式】

【式】

【式】 R₂；−（CH₂）−₁₀，

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】 二重結合を有する酸としては、アクリル酸，メ
タクリル酸，イタコン酸、マレイン酸，イソフタ
ル酸等がある。 分子中に二重結合を２つ以上有しかつOH基を
有する樹脂単量体としては、 等がある。 アルコキシシランの加水分解物としては、テト
ラメトキシシラン，テトラエトキシシラン，テト
ラプロポキシシラン，テトラプトキシシラン，メ
チルトリメトキシシラン，メチルトリエトキシシ
ラン，メチルトリプロポキシシラン，メチルトリ
プトキシシラン，エチルトリメトキシシラン，エ
チルトリエトキシシラン，エチルトリプロポキシ
シラン，エチルトリブトキシシラン，プロピルト
リメトキシシラン，プロピルトリエトキシシラ
ン，プロピルトリプロポキシシラン，プロピルト
リブトキシシラン，ジメチルジメトキシシラン，
ジメチルジエトキシシラン，ジメチルジプロポキ
シシラン，ジメチルブトキシシラン，ジエチルジ
メトキシシラン，ジエチルジエトキシシラン，ジ
エチルジブトキシシラン，メチルエチルジメトキ
シシラン，メチルプロピルジエトキシシラン等の
１種又は２種以上の加水分解物を１種又は２種以
上混合したものがある。 カーボンフアンクシヨナルポリオルガノシロキ
サンとしては、３，４−エポキシシクロヘキシル
アルキルトリアルコキシシラン，メタクリロキシ
アルキルトリアルコキシシラン，ビニルトリアル
コキシシラン，ビニルシクロヘキセンジオキシ
ド，γ−グリオキシアルキルトリアルコキシシラ
ン，アミノアルキルトリアルコキシシラン等の１
種又は２種以上を使用することができる。前記ア
ルキル，アルコキシ基の炭素数は１〜６が有効で
ある。 金属アルコキシドとしては一般式 Ｍ（OR₁）ｎ，Ｍ（OR₁）mRn−ｍ（Ｏ＜ｍ＜ｎ
の整数） で示され、Ｍとしてはチタニウム（ｎ＝４），ジ
ルコニウム（ｎ＝４），ハフニウム（ｎ＝４），ト
リウム（ｎ＝４），一酸化バナジウム（ｎ＝３），
ニオブ（ｎ＝５），タンタル（ｎ＝５），クロム
（ｎ＝３），モリブデン（ｎ＝５），ウラン（ｎ＝
４），マンガン（ｎ＝２），レニウム（ｎ＝３），
鉄（ｎ＝２，３）ランタン（ｎ＝３），セリウム
（ｎ＝４），スズ（ｎ＝２），鉛（ｎ＝２），亜鉛
（ｎ＝２），アルミニウム（ｎ＝３）等がある。 R₁としては、メチル基，エチル基，プロピル
基，プチル基，ペンチル基等がある。 R₂としては、ブトキシ基，２−エチルヘキソ
キシ基，ステアリロキシ基，アセチルアセトン
基，トリエタノールアミン基，ラクテイクアシツ
ド等がある。 これら金属アルコキシドは、単量体又は１種以
上の加水分解物として使用する。 縮合触媒は、低温でかつ短時間で硬化させるも
のが良く、たとえばチオシアン酸アルカリやカル
シウム，コバルト，鉄，鉛，マンガン，亜鉛など
の硝酸塩，炭酸塩，ナフテン酸塩，オクチル酸
塩，ロジン塩，アマニ油脂肪酸塩又はＰ−トルエ
ンスルホン酸，塩酸，硫酸等がある。 これらのハードコート層は、一般に金属アルコ
キシドの含有量を多くすることによつて屈折率が
大きくなり、金属アルコキシドの含有量の調節に
よつてDAP又はDIP、又はDAPとDIPの混合物
と一般式〔〕，〔〕に示される共重合体レンズ
の屈折率nD±0.04のハードコート用の溶液を調
整する。 その後、基板樹脂にデツピング法，スプレー
法，スピン法により塗布し、加熱又は紫外線照射
によつて硬化することによつて有機ハードコート
層が得られる。基板樹脂としてDAP又はDIP又
はDAPとDIPの混合物を使用する理由は、この
系の樹脂が建築材料や電気部品に多量に使用する
ことから極めてコストが安価に出来ること、プレ
ポリマーがあるため、プレポリマーの添加によ
り、モノマー粘度を高め、レンズモールドの漏れ
をなくすことが出来る。重合時の体積収縮率が低
いために、重合における歩留りが高いこと、熱膨
張係数が低いためにレンズ表面処理膜との密着耐
久性があること、押し込み硬度が高い事、及びフ
レームに支持させた時の耐熱耐寒性に優れている
ことにある。又共重合体として選択したスチレン
誘導体及び２，２−ピス（４−メタクロイルオキ
シエトキシシブロモフエニル）プロパン等はレン
ズの耐衝撃強度、及び耐侯性を向上するために共
重合体とするものである。 以下本発明を実施例に基づいて詳しく説明す
る。 実施例 １ DIP60部（内プレポリマー15部），２，２−ピ
ス−（４−メタクロイルオキシエトキシジプロモ
フエニル）プロパン40部の共重合体製のレンズ上
に、第２図のハードコート層２１と、Yb₂O₃の層
22，ZrO₂の層23，Si0₂の層24の３層からなる反
射防止層とを設けた。ハードコート層には、
BisGMA70部，トリエチレングリコールメタク
リレート30部，AIBN01部をエチルセロソルブ
800部に溶かし60℃で１時間重合した溶液にペン
タ−ｎ−ブトキシタンタルの加水分解した７量体
60部を加え、さらに結合触媒としてカルシユウム
ナフテン酸0.5部を加えて調整した溶液を用いた。
上記のペンタ−ｎ−ブトキシタンタルの加水分解
物は、（ｎ−C₄H₉O）−Taの10gをメチルセロソ
ルブ90gに溶解し、次いで室温で0.005NのHCL水
溶液を5gを加え、２時間撹拌して調整したもの
である。この溶液をデイツピングで塗布後、130
℃で２時間硬化させた。このハードコート上に、
前述の反射防止層を真空蒸着法で設けた。このレ
ンズ素材の屈折率は1.60，ハードコート層の屈折
率は1.60であつた。このレンズの一つの面の分光
反射率特性は、第３図３１に示す。 参照例 １ 実施例−１のハードコート層の物質を、メチル
トリエトキシシラン50部とフエニルトリエトキシ
シラン50部の反応混合物にかえた。このハードコ
ート層は屈折率1148，膜厚3μmである。 参照例 ２ 実施例−１のハードコート層の物質を、酸化硅
素と酸化アルミニウムの混合蒸着膜にかえた。こ
の蒸着膜の屈折率は1.6で膜厚3μmである。 参照例−１の一つの面の分光反射率は、第３図
32に示す通りである。 参照例 ３ 実施例−１のハードコート層と反射防止層の間
に、屈折率1.6の酸化硅素と酸化アルミニウムの
混合層を設けた。膜厚は2μmである。 実施例−１と参照例−１から３のレンズの特性
を第１表にまとめる。 第３図３１と３２の比較でわかる通り、レンズ
基材の屈折率とハードコート層の屈折率がほぼ等
しい実施例−１のレンズでは、反射防止層本来の
特性が得られているが、参照例−１のレンズでは
レンズ基材の屈折率とハードコート層の屈折率の
差が0.1以上もあり、ハードコート層の影響で反
射防止層の分光反射特性に波が乗り、本の反射防
止特性が損なわれている。 引つかき硬度は、ダイヤモンド圧子に200gの
荷重をかけてレンズ面を引つかいた時の傷を顕微
鏡で比較した。Ａ，Ｂ，Ｃの順に傷付きにくいこ
とを示している。 耐衝撃性は、FDA規格に合格するか否かを示
している。

【表】 表１でわかる通り、本発明のレンズは、耐擦傷
性、耐衝撃性ともに優れており、かつ、優れた反
射防止特性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、合成樹脂製レンズの反射防止膜の基
本的な膜構成を示す。１０は、レンズ基板、１１
はハードコート層、１２は、反射防止層である。 第２図は、本発明実施例−１の膜構成である。
２０は、高屈折率樹脂製レンズ、２１は、高屈折
率の有機のハードコート層、２２から２４は反射
防止層で、２２はYb₂O₂，２３はZrO₂，２４は
Si0₂からなる。 第３図は、実施例−１と参照例−１の分光反射
率特性を示す。３１は、実施例−１のレンズ分光
反射率特性、３２は、参照例−１のレンズの分光
反射率特性、３０は、コートしない場合の高屈折
率樹脂レンズの分光反射率特性を示す。グラフの
横軸は、光の波長、縦軸は反射率を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ジアリルオルソフタレートまたはジアリルイ
   ソフタレートまたはジアリルオルソフタレートと
   ジアリルイソフタレートの混合物と、一般式
   ［］で示される単量体との共重合体からなる合
   成樹脂レンズ上に、ハードコート層が形成され、
   該ハードコート層上には、単層または多層の反射
   防止膜が形成されてなる合成樹脂製レンズにおい
   て、該ハードコート層は該合成樹脂レンズとの屈
   折率の差が±0.04以内の屈折率を持つ有機のハー
   ドコート層であり、かつ該有機のハードコート層
   は少なくとも金属アルコキシド（金属はチタニウ
   ム、ジルコニウム、タンタル、セリウム、スズ、
   アルミニウムである）の加水分解物を含み、 該単層または多層の反射防止膜はシリコン、ジ
   ルコニウム、チタン、タンタル、イツトリウム、
   イツテルビウムの金属酸化物、またはシリコン室
   化物、またはフツ化マグネシウム、またはクロ
   ム、タングステン、タンタルの金属からなる無機
   物から構成されてなり、かつ該単層または多層の
   反射防止膜の膜厚は0.5μm以下であることを特徴
   とする合成樹脂製レンズ。 （式中、ＸはBr、Ｒは水素、またはメチル素、
   を表わす。）