JPH07138530A - Production of hard coat - Google Patents

Production of hard coat

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JPH07138530A
JPH07138530A JP30759193A JP30759193A JPH07138530A JP H07138530 A JPH07138530 A JP H07138530A JP 30759193 A JP30759193 A JP 30759193A JP 30759193 A JP30759193 A JP 30759193A JP H07138530 A JPH07138530 A JP H07138530A
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JP
Japan
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mol
component
hard coat
film
group
Prior art date
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Pending
Application number
JP30759193A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Kato
和明 加藤
Takeshi Okubo
毅 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Publication date
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Priority to JP30759193A priority Critical patent/JPH07138530A/en
Publication of JPH07138530A publication Critical patent/JPH07138530A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the hardness of a hard coat by applying a mixture of a specific silane compd. with a metal alkoxide to a substrate, copolymerizing the silane compd. with the alkoxide in the resulting coating film, and thermally curing the film. CONSTITUTION:A transparent hard coat is obtd. by mixing 10-40mol% silane compd. of the formula: R<1>nSiX<1>(4-n) (wherein R<1> is an org. group; X<1> is a 1-4C alkoxy group; and n is 1 or 2)(e.g. triethoxyphenylsilane) and 90-60mol% metal alkoxide of the formula: MX<2> (wherein M is Sb, Sn, In, Nb, etc.; X<2> is a 1-4C alkoxy group: and n is the valence of M, being 3-5)(e.g. antimony triethoxide) into a solvent (e.g. ethanol), adding water and a catalyst (e.g. hydrochloric acid) to the resulting mixture, applying the mixture to a substrate (e.g. a plastic substrate) in a coating thickness of 0.1-5.0mum within from about 5min to about 10min after the start of hydrolysis and condensation, heating the coating film to a specified temp. at a temp. increase rate of about 1-10 deg.C/min, and keeping the film at the temp. for about 24-36hr to cure it.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シラン化合物及び金属
アルコキシドを用いて得られるハードコートの製造方法
に関する。特に、本発明は、光学レンズ、眼鏡レンズ、
光学用プリズム等のプラスチック製光学製品のハードコ
ートの製造方法として有用である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a hard coat obtained by using a silane compound and a metal alkoxide. In particular, the present invention is an optical lens, a spectacle lens,
It is useful as a method for producing a hard coat of a plastic optical product such as an optical prism.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光学レンズ、眼鏡レンズ、光学用
プリズム等の光学用製品は、無機ガラス製のものに代わ
り、耐衝撃性、軽量性、加工性、染色性等の点において
利点を有する有機ガラス製すなわちプラスチック製のも
のが増えてきている。しかしながらプラスチックは無機
ガラスに比べ表面硬度が低く、異物とのわずかな接触に
より傷がついてしまう。そのため、一般にプラスチック
製光学製品は、光学面にハードコートを形成して保護し
ている。現在用いられているハードコートは、例えば、
シランカップリング剤を含むコート液、又は金属酸化物
微粒子のゾルとシランカップリング剤を混合したコート
液を調製し、これを被コーティング物である光学製品に
ディップあるいはスピンコートし、熱処理することによ
り形成されている。
2. Description of the Related Art In recent years, optical products such as optical lenses, spectacle lenses, optical prisms, etc. have advantages in impact resistance, light weight, workability, dyeability, etc., instead of those made of inorganic glass. Those made of organic glass, that is, plastic, are increasing. However, the surface hardness of plastic is lower than that of inorganic glass, and a slight contact with a foreign substance causes scratches. Therefore, a plastic optical product is generally protected by forming a hard coat on the optical surface. The hard coat currently used is, for example,
By preparing a coating liquid containing a silane coupling agent or a coating liquid in which a sol of metal oxide fine particles and a silane coupling agent are mixed, and dipping or spin-coating the optical product as an object to be coated with heat treatment, Has been formed.

【0003】具体的には、例えば特公平5−45612
公報には、メタノール溶媒中、トリメトキシメチルシラ
ン及びグリシジロキシエチルトリメチルシランを重燐酸
アルミニウム水溶液を用いて室温で24時間加水分解反
応及び部分縮合反応させてコーティング剤を作成し、こ
れをアクリル板にコートし加熱処理することによりハー
ドコート膜を形成することが開示されている。ところ
が、最近、光学製品の高屈折率化に伴い、高屈折率を有
するハードコートに対する要求が高まってきている。そ
れに対して、上記公報の実施例では、シラン化合物であ
るトリメトキシメチルシラン及びグリシジロキシエチル
トリメチルシランのみを原料に用いている。そのため、
作成された膜の屈折率は低く、高屈折率を有するハード
コートを提供できていない。また、上記コーティング剤
は、すでに加水分解反応及び部分縮合反応が進行してお
り、両シラン化合物の微粒子ゾルとなっている。従っ
て、これを用いて得られた膜は、微粒子ゾルがゲル化し
たものであり、ミクロドメインを多く有している。その
結果、得られた膜には曇りの発生などが認められ、不均
質であり膜質が悪いといった欠点もあった。
Specifically, for example, Japanese Patent Publication No. 5-45612
In the publication, trimethoxymethylsilane and glycidyloxyethyltrimethylsilane are hydrolyzed and partially condensed at room temperature for 24 hours using an aqueous solution of aluminum diphosphate in a methanol solvent to prepare a coating agent. It is disclosed that a hard coat film is formed by coating on and heat treatment. However, recently, along with the increase in the refractive index of optical products, there is an increasing demand for a hard coat having a high refractive index. On the other hand, in the examples of the above publications, only the silane compounds trimethoxymethylsilane and glycidyloxyethyltrimethylsilane are used as raw materials. for that reason,
The formed film has a low refractive index, and cannot provide a hard coat having a high refractive index. The above-mentioned coating agent has already undergone a hydrolysis reaction and a partial condensation reaction to form a fine particle sol of both silane compounds. Therefore, the film obtained by using this is a gel of fine particle sol and has many microdomains. As a result, the obtained film was found to be fogged, non-uniform and poor in film quality.

【0004】[0004]

【本発明が解決しようとする課題】そこで、高屈折率を
有する金属酸化物微粒子のゾルとシランカップリング剤
を混合したコート液を用いて高屈折率ハードコートを作
成することが試行されている。ところが、高屈折率ハー
ドコートを作成するためには、高屈折率を有する金属酸
化物微粒子のゾルを用いたコート液を調製しなければな
らない。しかし、チタンやアンチモン等の高屈折率な金
属酸化物微粒子のゾルは、安定性に欠け、微粒子どうし
の凝集による白濁や沈殿が生じてしまう。そのため、そ
のようなコート液の調製は困難であり、実用化されてい
る例は少ない。また上記コート液を用いて得られるハー
ドコートは、金属酸化物微粒子とシランカップリング剤
がゲル化したものである。そのため、ミクロドメインを
有しており、不均質であるために膜質が悪いという欠点
があった。
Therefore, it has been attempted to prepare a high refractive index hard coat by using a coating liquid prepared by mixing a sol of metal oxide fine particles having a high refractive index and a silane coupling agent. . However, in order to form a high refractive index hard coat, it is necessary to prepare a coating liquid using a sol of metal oxide fine particles having a high refractive index. However, the sol of high-refractive-index metal oxide fine particles such as titanium and antimony lacks stability and causes white turbidity or precipitation due to aggregation of the fine particles. Therefore, it is difficult to prepare such a coating liquid, and there are few examples in which it is put into practical use. The hard coat obtained by using the above coating liquid is a gel of metal oxide fine particles and a silane coupling agent. Therefore, there is a defect that the film quality is poor because it has microdomains and is inhomogeneous.

【0005】「色材協会誌」第65巻、11号、第67
6〜683頁には、アルミニウムトリプロポキシド、ア
ルミニウムトリブトキシド、チタニウムテトラプロポキ
シド、ジルコニウムプロポキシド等の金属アルコキシド
溶液またはゾルを調製し、これをプラスチック基材上に
コートした後、加熱処理することによりハードコート膜
を作成することが報告されている。上記「色材協会誌」
において作成された膜は、原料に屈折率の高い金属アル
コキシドを用いており屈折率は比較的高かった。しか
し、金属アルコキシドのみを用いているために、プラス
チック基材との付着性が悪く、加熱処理時の熱膨張・収
縮により、どの金属アルコキシドから得られた膜も無数
のクラックが発生しており膜質が悪いという欠点があっ
た。
"Color Material Association Magazine" Vol. 65, No. 11, 67
On pages 6 to 683, a metal alkoxide solution or sol of aluminum tripropoxide, aluminum tributoxide, titanium tetrapropoxide, zirconium propoxide, etc. should be prepared, coated on a plastic substrate, and then heat-treated. Has reported that a hard coat film is prepared. The above "Coloring Materials Magazine"
The film prepared in 1. used a metal alkoxide having a high refractive index as a raw material and had a relatively high refractive index. However, since only metal alkoxide is used, the adhesion to the plastic substrate is poor, and the film obtained from any metal alkoxide has numerous cracks due to thermal expansion and contraction during heat treatment. It had the drawback of being bad.

【0006】「ジャーナル オブ ノン−クリスタリン
ソリッド」第100巻、第418〜423頁(198
8年)には、チタニウムテトラエトキシドとジフェニル
シランジオールを原料としてゾル−ゲル法によりハード
コート膜を作成することが報告されている。この報告で
は、トルエン−エタノール混合溶媒にチタニウムテトラ
エトキシドを加えさらに氷酢酸を加え、50℃でリフラ
ックスした後に、ジフェニルシランジオールを加え、リ
フラックス(還流)し、水を加え、150℃に加熱した
後、粘性黄色透明溶液を得ている。この溶液を燐酸ガラ
ス上にコートし加熱処理することによりハードコート膜
を作成している。上記「ジャーナル オブ ノン−クリ
スタリン ソリッド」に報告されている膜の製造方法で
は、チタニウムテトラエトキシドとジフェニルシランジ
オールの混合溶液を、水を加える前後で加熱している。
そのため、最終的に得られた粘性黄色液体は、加水分解
反応及び縮合反応がかなり進行しており、両原料の微粒
子ゾルとなっている。そのため、これを用いて得られた
膜は、微粒子ゾルがゲル化したものであり、ミクロドメ
インを多く有している。その結果、得られる膜には曇り
の発生などが認められ、不均質であり膜質が悪かった。
また屈折率の高いチタニウムテトラエトキシドの添加量
が少ないため、得られた膜の屈折率が低いという問題も
あった。
[Journal of Non-Crystalline Solids] Vol. 100, pp. 418-423 (198)
8 years), it is reported that a hard coat film is prepared by a sol-gel method using titanium tetraethoxide and diphenylsilanediol as raw materials. In this report, titanium tetraethoxide was added to a toluene-ethanol mixed solvent, glacial acetic acid was further added, and reflux was carried out at 50 ° C., then diphenylsilanediol was added, reflux (reflux) was added, and water was added to 150 ° C. After heating, a viscous yellow transparent solution is obtained. A hard coat film is formed by coating this solution on phosphate glass and heat-treating it. In the method for producing a film reported in the above-mentioned "Journal of Non-Crystalline Solid", a mixed solution of titanium tetraethoxide and diphenylsilanediol is heated before and after adding water.
Therefore, the finally obtained viscous yellow liquid has undergone hydrolysis and condensation reactions considerably and is a fine particle sol of both raw materials. Therefore, the film obtained by using this is a gel of fine particle sol and has many micro domains. As a result, the obtained film was found to be cloudy, inhomogeneous and poor in film quality.
Further, since the amount of titanium tetraethoxide having a high refractive index added is small, there is a problem that the refractive index of the obtained film is low.

【0007】「マクロモレキュールズ」第24巻、第3
449〜第3450頁(1991年)には、チタニウム
テトラプロポキシドと有機オリゴマー置換トリエトキシ
シランを原料としてゾル−ゲル法によりハードコート膜
を作成することが報告されている。この報告では、塩酸
(10N)を加えたテトラヒドロフラン溶媒にチタニウ
ムテトラプロポキシドを加えてチタニアゾルとした後、
有機オリゴマー置換トリエトキシシランを加え、両原料
の混合ゾルを調整し、これをポリ(4−メチル−1−ペ
ンテン)基材上にコートし、60℃で加熱処理すること
により膜を作成している。さらに得られた膜を、基材か
ら剥し、200℃で加熱処理を施してハードコート膜を
得ている。上記の「マクロモレキュールズ」の報告にお
いて作成された膜は、屈折率が1.6〜1.75と高い
値である。しかし、その製造方法では、加水分解触媒で
ある塩酸(10N)を加えたテトラヒドロフラン溶媒に
チタニウムテトラプロポキシドを加え加水分解反応及び
縮合反応によりゾル化した後に、有機オリゴマー置換ト
リエトキシシランを加えゾル化しており、各原料単独の
微粒子ゾルが混在している。そのため、これを用いて得
られた膜は、微粒子ゾルがゲル化したものであり、ミク
ロドメインを多く有しており、曇りの発生などが認めら
れ、不均質であり膜質が悪かった。また十分な硬度を得
るためには200℃程度で熱処理する必要があるが、プ
ラスチック基材は一般に200℃の加熱に耐えられな
い。そのため、膜をプラスチック基材から剥がさなけれ
ばならず、光学製品用ハードコートへの応用には不適当
であった。
"Macromolecules" Vol. 24, No. 3
On pages 449 to 3450 (1991), it is reported that a hard coat film is formed by a sol-gel method using titanium tetrapropoxide and an organic oligomer-substituted triethoxysilane as raw materials. In this report, after adding titanium tetrapropoxide to a tetrahydrofuran solvent containing hydrochloric acid (10N) to form a titania sol,
An organic oligomer-substituted triethoxysilane was added to prepare a mixed sol of both raw materials, which was coated on a poly (4-methyl-1-pentene) substrate and heat-treated at 60 ° C. to form a film. There is. Further, the obtained film is peeled from the base material and heat-treated at 200 ° C. to obtain a hard coat film. The film made in the above-mentioned report of "Macromolecules" has a high refractive index of 1.6 to 1.75. However, in the production method, titanium tetrapropoxide is added to a tetrahydrofuran solvent containing hydrochloric acid (10N) which is a hydrolysis catalyst to form a sol by hydrolysis reaction and condensation reaction, and then an organic oligomer-substituted triethoxysilane is added to form a sol Therefore, the fine particle sol of each raw material is mixed. Therefore, the film obtained using this was a gel of fine particle sol, had many microdomains, generation of fogging was observed, and the film was inhomogeneous and the film quality was poor. Further, in order to obtain sufficient hardness, it is necessary to perform heat treatment at about 200 ° C, but plastic substrates generally cannot withstand heating at 200 ° C. Therefore, the film must be peeled off from the plastic substrate, which is unsuitable for application to a hard coat for optical products.

【0008】以上のように、従来の方法では、前記のよ
うな問題点及び欠点があり、高屈折率プラスチック製光
学製品に有用なハードコートは得られていない。そこ
で、本発明の目的は、ハードコート膜としての基本性能
である高硬度を有し、光学製品の高屈折率化に対応でき
る高い屈折率を有し、プラスチック基材との付着性に優
れ、ミクロドメインによる不均質を有さずに透明性が高
く、かつプラスチック基材が耐熱性を有する温度域にお
ける加熱処理により膜の硬化が可能な、ハードコートの
製造方法を提供することにある。
As described above, the conventional methods have the above-mentioned problems and drawbacks, and a hard coat useful for an optical product made of a high refractive index plastic has not been obtained. Therefore, an object of the present invention is to have a high hardness, which is the basic performance as a hard coat film, has a high refractive index that can correspond to a high refractive index of an optical product, and has excellent adhesion to a plastic substrate, It is an object of the present invention to provide a method for producing a hard coat, which does not have heterogeneity due to microdomains, has high transparency, and can cure a film by heat treatment in a temperature range in which a plastic substrate has heat resistance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、シラン
化合物と金属アルコキシドとの混合物を作成し、得られ
た混合物を被コーティング物の表面に塗布し、次いで塗
布した混合物中のシラン化合物と金属アルコキシドとを
共重合させ、得られた共重合体膜を加熱して硬化させる
ることを特徴とするハードコートの製造方法に関する。
本発明の特徴は、シラン化合物と金属アルコキシドとの
加水分解反応及び縮合反応を同時に開始し、かつ前記の
加水分解反応及び縮合反応を主に被コーティング物の表
面に塗布した後に進行させることにある。
Therefore, the present invention provides a mixture of a silane compound and a metal alkoxide, which mixture is applied to the surface of an object to be coated, and then the silane compound and the metal in the applied mixture are mixed. It relates to a method for producing a hard coat, which comprises copolymerizing with an alkoxide and heating the resulting copolymer film to cure.
A feature of the present invention is that a hydrolysis reaction and a condensation reaction of a silane compound and a metal alkoxide are simultaneously started, and the hydrolysis reaction and the condensation reaction are mainly applied to the surface of an object to be coated and then allowed to proceed. .

【0010】本発明の製造方法の好ましい態様において
は、 (A)一般式(I) R1 m Si X1 (4-m) (I) (式中、R1 は有機基を表し、X1 は−OR2 を表し、
2 は炭素数1〜4のアルキル基を表し、mは1又は2
の整数である。)で表される1種又は2種以上のシラン
化合物(成分A)と、 (B)一般式(II) M X2 n (II) (式中、MはSb、Sn、In、Nb、Ta、Ti、Z
rを表し、X2 は−OR3 を表し、R3 は炭素数1〜4
のアルキル基を表し、nはMで表される金属原子の価数
であり3〜5の整数である。)で表される、一種又は2
種以上の金属アルコキシド(成分B)とを用いる。さら
に、成分Aと成分Bとの混合比は、成分Aと成分Bの総
量に対して、成分Aは10〜40モル%、成分Bは90
〜60モル%の範囲であることが好ましい。
In a preferred embodiment of the production method of the present invention, (A) general formula (I) R 1 m Si X 1 (4-m) (I) (wherein R 1 represents an organic group, X 1 Represents -OR 2 ,
R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, m is 1 or 2
Is an integer. ) One or more kinds of silane compounds (component A), and (B) general formula (II) MX 2 n (II) (wherein M is Sb, Sn, In, Nb, Ta). , Ti, Z
r, X 2 represents —OR 3 , and R 3 has 1 to 4 carbon atoms.
Represents an alkyl group, and n is a valence of a metal atom represented by M and is an integer of 3 to 5. ), One or two
At least one metal alkoxide (component B) is used. Furthermore, the mixing ratio of the component A and the component B is 10 to 40 mol% for the component A and 90 for the component B with respect to the total amount of the component A and the component B.
It is preferably in the range of -60 mol%.

【0011】以下に、本発明を詳説する。一般式(I) で
表されるシラン化合物(成分A)は、シラン原子に一つ
または二つの、有機基が置換し、残りの結合手はすべ
て、アルコキシ基が置換したものである。R1 はプラス
チック基材との付着性を高める効果があるものである。
この付着性は、基材との間に、共有結合、イオン結合、
配位結合、水素結合などの結合形成やファンデルワール
ス力、静電引力などの親和力によるものである。有機基
1 の例としては、例えば、メチル基、エチル基、n−
プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチ
ル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、オクタ
デシル基、n−オクチル基、クロロメチル基、メトキシ
エチル基、ヒドロキシエチル基、アミノエチル基、メル
カプトプロピル基、フェニル基、ベンジル基、ヒドロキ
シフェニル基、クロロフェニル基、アミノフェニル基、
ビニル基、アリル基、アクリロキシエチル基、メタクリ
ロキシエチル基、グリシドキシプロピル基、アセトキシ
基等を例示できる。X1 のアルコキシ基は、Si−O−
Si結合やSi−O−M結合を形成するための官能基で
あり、水により加水分解されてアルコールとして脱離す
る。例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ
基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ
基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等を挙
げることができる。R2 の炭素数は脱離するアルコール
の分子量が比較的小さく、除去が容易であり形成される
膜の緻密性の低下を抑制できるという観点から、1〜4
の範囲であることが好ましい。
The present invention will be described in detail below. In the silane compound represented by the general formula (I) (component A), the silane atom is substituted with one or two organic groups, and the remaining bonds are all substituted with alkoxy groups. R 1 has the effect of increasing the adhesion to the plastic substrate.
This adhesiveness means that covalent bond, ionic bond,
This is due to bond formation such as coordination bond and hydrogen bond, van der Waals force, and affinity such as electrostatic attraction. Examples of the organic group R 1 include, for example, methyl group, ethyl group, n-
Propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, octadecyl group, n-octyl group, chloromethyl group, methoxyethyl group, hydroxyethyl group, aminoethyl group, mercaptopropyl group. Group, phenyl group, benzyl group, hydroxyphenyl group, chlorophenyl group, aminophenyl group,
Examples thereof include vinyl group, allyl group, acryloxyethyl group, methacryloxyethyl group, glycidoxypropyl group and acetoxy group. The alkoxy group of X 1 is Si-O-
It is a functional group for forming Si bond and Si-OM bond, and is hydrolyzed by water and released as alcohol. Examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, and a tert-butoxy group. The number of carbon atoms of R 2 is 1 to 4 from the viewpoint that the molecular weight of the alcohol to be eliminated is relatively small, the removal is easy, and the deterioration of the denseness of the formed film can be suppressed.
It is preferably in the range of.

【0012】一般式(I) で表されるシラン化合物として
は、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシ
ラン、ジ−n−プロピルジ−n−プロポキシシラン、ジ
イソプロピルジイソプロポキシシラン、ジ−n−ブチル
ジ−n−ブチロキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−s
ec−ブチロキシシラン、ジ−t−ブチルジ−t−ブチ
ロキシシラン、メチルオクタデシルジメトキシシラン、
メチルドデシルジエトキシシラン、メチルオクタデシル
ジメトキシシラン、メチルオクタデシルジエトキシシラ
ン、n−オクチルメチルジメトキシシラン、n−オクチ
ルメチルジエトキシシラン、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−n−プロ
ポキシシラン、メチルイソプロポキシシラン、メチル−
n−ブチロキシシラン、メチルトリ−sec−ブチロキ
シシラン、メチルトリ−t−ブチロキシシラン、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−n−プロポキシシラン、エチルイソプロポキシ
シラン、エチル−n−ブチロキシシラン、エチルトリ−
sec−ブチロキシシラン、エチルトリ−t−ブチロキ
シシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、イソブチ
ルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラ
ン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクチルト
リメトキシシラン、n−ドデシルトリメトキシシラン、
n−オクタデシルトリメトキシシラン、n−プロピルト
リエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、n
−ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリエト
キシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−ド
デシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリエト
キシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニル
ジエトキシシラン、ジベンジルジメトキシシラン、ジベ
ンジルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシラン、ジベンジルトリメト
キシシラン、ジベンジルトリエトキシシラン、3−アセ
トキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラ
ン、アリルトリエトキシシラン、4−アミノブチルトリ
エトキシシラン、(アミノエチルアミノメチル)フェネ
チルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−
3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2
−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、6−(アミノヘキシルアミノプロピル)トリメト
キシシラン、p−アミノフェニルトリメトキシシラン、
p−アミノフェニルエトキシシラン、3−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキ
シシシラン、ω−アミノウンデシルトリメトキシシラ
ン、アミルトリエトキシシラン、ベンゾオキサシレピン
ジメチルエステル、5−(ビシクロヘプテニル)トリエ
トキシシラン、ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、8−ブロモオクチル
トリメトキシシラン、ブロモフェニルトリメトキシシラ
ン、3−ブロモプロピルトリメトキシシラン、n−ブチ
ルトリメトキシシラン、2−クロロメチルトリエトキシ
シラン、クロロメチルメチルジエトキシシラン、クロロ
メチルメチルジイソプロポキシラン、p−(クロロメチ
ル)フェニルトリメトキシシラン、クロロメチルトリエ
トキシシラン、クロロフェニルトリエトキシシラン、3
−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロ
プロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリ
メトキシシラン、2−(4−クロロスルフォニルフェニ
ル)エチルトリメトキシシラン、2−シアノエチルトリ
エトキシシラン、2−シアノエチルトリメトキシシラ
ン、シアノメチルフェネチルトリエトキシシラン、3−
シアノプロピルトリエトキシシラン、2−(3−シクロ
ヘキセニル)エチルトリメトキシシラン、(シクロヘキ
シルアミノメチル)メチルジエトキシシラン、(3−シ
クロペンタジエニルプロピル)トリエトキシシラン、
N,N−ジエチル−3−アミノプロピル)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
ルトリメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)
メチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、1,2,3,4,7,7,−ヘキサ
クロロ−6−メチルジエトキシシリル−2−ノルボルネ
ン、1,2,3,4,7,7,−ヘキサクロロ−6−ト
リエトキシシリル−2−ノルボルネン、3−ヨードプロ
ピルトリメトキシラン、3−イソシアネートプロピルト
リエトキシシラン、(メルカプトメチル)メチルジエト
キシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシ
シラン、3−メルカプトプロピルジメトキシシラン、3
−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メタク
リロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタク
リロキシプロピルトリメトキシシラン、メチル{2−
(3−トリメトキシシリルプロピルアミノ)エチルアミ
ノ}−3−プロピオネート、7−オクテニルトリメトキ
シシラン、R−N−α−フェネチル−N’−トリエトキ
シシリルプロピルウレア、S−N−α−フェネチル−
N’−トリエトキシシリルプロピルウレア、フェネチル
トリメトキシシラン、N−フェニルアミノプロピルトリ
メトキシシラン、フェニルビニルジエトキシシラン、3
−チオシアナートプロピルトリエトキシシラン、(トリ
デカフロオロ−1,1,2,2,−テトラヒドロオクチ
ル)トリエトキシシラン、N−{3−(トリエトキシシ
リル)プロピル}フタルアミド酸、(3,3,3−トリ
フルオロプロピル)メチルジメトキシシシラン、(3,
3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシシラ
ン、1−トリメトキシシリル−2−(クロロメチル)フ
ェニルエタン、2−(トリメトキシシリル)エチルフェ
ニルスルホニルアジド、β−トリメトキシシリルエチル
−2−ピリジン、トリメトキシシリルプロピルジエチレ
ントリアミン、N−{(3−トリメトキシシリル)プロ
ピル}エチレンジアミン三酢酸ソーダ塩、N−(3−ト
リメトキシシリルプロピル)ピロール、ビニルメチルジ
エトキシラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメト
キシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリ
ス−t−ブトキシシラン等が挙げられる。
Examples of the silane compound represented by the general formula (I) include dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, di-n-propyldi-n-propoxysilane, diisopropyldiisopropoxysilane and di-n-butyldi-n. -Butyloxysilane, di-sec-butyldi-s
ec-butyroxysilane, di-t-butyldi-t-butyloxysilane, methyloctadecyldimethoxysilane,
Methyldodecyldiethoxysilane, methyloctadecyldimethoxysilane, methyloctadecyldiethoxysilane, n-octylmethyldimethoxysilane, n-octylmethyldiethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyl Isopropoxysilane, methyl-
n-butyroxysilane, methyltri-sec-butyroxysilane, methyltri-t-butyroxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethylisopropoxysilane, ethyl-n-butyroxysilane, ethyltri-
sec-butyroxysilane, ethyltri-t-butyroxysilane, n-propyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, n-dodecyltrimethoxysilane,
n-octadecyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, n
Hexyltriethoxysilane, hexadecyltriethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-dodecyltrimethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, dibenzyldimethoxysilane, dibenzyldi Ethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dibenzyltrimethoxysilane, dibenzyltriethoxysilane, 3-acetoxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyltriethoxy Silane, 4-aminobutyltriethoxysilane, (aminoethylaminomethyl) phenethyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl)-
3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2
-Aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 6- (aminohexylaminopropyl) trimethoxysilane, p-aminophenyltrimethoxysilane,
p-aminophenylethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, ω-aminoundecyltrimethoxysilane, amyltriethoxysilane, benzoxailepine dimethyl ester, 5- (bicyclohep (Tenyl) triethoxysilane, bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 8-bromooctyltrimethoxysilane, bromophenyltrimethoxysilane, 3-bromopropyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane , 2-chloromethyltriethoxysilane, chloromethylmethyldiethoxysilane, chloromethylmethyldiisopropoxylan, p- (chloromethyl) phenyltrimethoxysilane, chloromethyltriethoxysilane, chloro Phenyltriethoxysilane, 3
-Chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 2- (4-chlorosulfonylphenyl) ethyltrimethoxysilane, 2-cyanoethyltriethoxysilane, 2-cyanoethyltrimethoxysilane , Cyanomethylphenethyltriethoxysilane, 3-
Cyanopropyltriethoxysilane, 2- (3-cyclohexenyl) ethyltrimethoxysilane, (cyclohexylaminomethyl) methyldiethoxysilane, (3-cyclopentadienylpropyl) triethoxysilane,
N, N-diethyl-3-aminopropyl) trimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl)
Methyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 1,2,3,4,7,7, -hexachloro-6-methyldiethoxysilyl-2-norbornene, 1,2,3,4,7 , 7, -Hexachloro-6-triethoxysilyl-2-norbornene, 3-iodopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, (mercaptomethyl) methyldiethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3 -Mercaptopropyldimethoxysilane, 3
-Mercaptopropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, methyl {2-
(3-Trimethoxysilylpropylamino) ethylamino} -3-propionate, 7-octenyltrimethoxysilane, R-N-α-phenethyl-N'-triethoxysilylpropylurea, S-N-α-phenethyl-
N'-triethoxysilylpropylurea, phenethyltrimethoxysilane, N-phenylaminopropyltrimethoxysilane, phenylvinyldiethoxysilane, 3
-Thiocyanatopropyltriethoxysilane, (tridecafluoro-1,1,2,2, -tetrahydrooctyl) triethoxysilane, N- {3- (triethoxysilyl) propyl} phthalamic acid, (3,3,3- Trifluoropropyl) methyldimethoxysisilane, (3,
3,3-trifluoropropyl) trimethoxysisilane, 1-trimethoxysilyl-2- (chloromethyl) phenylethane, 2- (trimethoxysilyl) ethylphenylsulfonyl azide, β-trimethoxysilylethyl-2-pyridine , Trimethoxysilylpropyldiethylenetriamine, N-{(3-trimethoxysilyl) propyl} ethylenediaminetriacetic acid sodium salt, N- (3-trimethoxysilylpropyl) pyrrole, vinylmethyldiethoxylane, vinylethoxysilane, vinyltrimethoxy Examples thereof include silane, vinyltriphenoxysilane, vinyltris-t-butoxysilane and the like.

【0013】一般式(II)で表される金属アルコキシド
(成分B)は、金属原子のすべての結合手にアルコキシ
基が置換したものである。X2 のアルコキシ基は、M−
O−M結合やSi−O−M結合を形成するための官能基
であり、水により加水分解されアルコールとして脱離す
る。前述のX1 で記載したアルコキシ基と同様のアルコ
キシ基を用いることができる。尚、X2 として表される
アルコキシ基は炭素数が1〜4の範囲であることが適当
である。この範囲であれば、脱離するアルコールの分子
量が比較的小さく、その除去が容易であり、形成される
膜の緻密性を抑制することができる。Mで表される金属
原子はSb、Sn、In、Nb、Ta、Ti、Zr等で
あることが好ましい。これらの金属原子は原子屈折率が
高いため、これらの金属原子を含む金属アルコキシドを
共重合することによって、得られる共重合膜の屈折率を
高めることができるからである。尚、アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属など、他にも比較的原子屈折率の高い金
属原子は存在する。しかし、それらの金属原子は、生成
するSi−O−M結合やM−O−M結合などの結合の安
定性が低かったり、結合が生成しない場合があり、使用
の際には注意を要する。
The metal alkoxide (component B) represented by the general formula (II) is one in which all bonds of metal atoms are substituted with alkoxy groups. The alkoxy group of X 2 is M-
It is a functional group for forming an O-M bond or a Si-O-M bond, and is hydrolyzed by water and released as an alcohol. The same alkoxy group as the alkoxy group described for X 1 can be used. The alkoxy group represented by X 2 suitably has a carbon number in the range of 1 to 4. Within this range, the molecular weight of the alcohol to be eliminated is relatively small, the alcohol can be easily removed, and the denseness of the formed film can be suppressed. The metal atom represented by M is preferably Sb, Sn, In, Nb, Ta, Ti, Zr or the like. Since these metal atoms have a high atomic refractive index, the refractive index of the copolymer film obtained can be increased by copolymerizing the metal alkoxide containing these metal atoms. In addition, there are other metal atoms having a relatively high atomic refractive index such as alkali metals and alkaline earth metals. However, those metal atoms may have low stability of bonds such as Si—O—M bond or M—O—M bond to be formed, or may not be formed, so that caution is required during use.

【0014】一般式(II)で表される金属アルコキシドと
しては、アンチモントリメトキシド、アンチモントリエ
トキシド、アンチモントリ−n−プロポキシド、アンチ
モントリ−i−プロポキシド、アンチモントリ−n−ブ
トキシド、アンチモントリ−sec−ブトキシド、アン
チモントリ−t−ブトキシド、アンチモンペンタメトキ
シド、アンチモンペンタエトキシド、アンチモンペンタ
−n−プロポキシド、アンチモンペンタ−i−プロポキ
シド、アンチモンペンタ−n−ブトキシド、アンチモン
ペンタ−sec−ブトキシド、アンチモンペンタ−t−
ブトキシド、スズテトラメトキシド、スズテトラエトキ
シド、スズテトラ−n−プロポキシド、スズテトラ−i
−プロポキシド、スズテトラ−n−ブトキシド、スズテ
トラ−sec−ブトキシド、スズテトラ−t−ブトキシ
ド、スズテトラメトキシド、スズテトラエトキシド、ス
ズテトラ−n−プロポキシド、スズテトラ−i−プロポ
キシド、スズテトラ−n−ブトキシド、スズテトラ−s
ec−ブトキシド、スズテトラ−t−ブトキシド、イン
ジウムトリメトキシド、インジウムトリエトキシド、イ
ンジウムトリ−n−プロポキシド、インジウムトリ−i
−プロポキシド、インジウムトリ−n−ブトキシド、イ
ンジウムトリ−sec−ブトキシド、インジウムトリ−
t−ブトキシド、ニオブペンタメトキシド、ニオブペン
タエトキシド、ニオブペンタ−n−プロポキシド、ニオ
ブペンタ−i−プロポキシド、ニオブペンタ−n−ブト
キシド、ニオブペンタ−sec−ブトキシド、ニオブペ
ンタ−t−ブトキシド、タンタルペンタメトキシド、タ
ンタルペンタエトキシド、タンタルペンタ−n−プロポ
キシド、タンタルペンタ−i−プロポキシド、タンタル
ペンタ−n−ブトキシド、タンタルペンタ−sec−ブ
トキシド、タンタルペンタ−t−ブトキシド、チタンテ
トラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタンテト
ラ−n−プロポキシド、チタンテトラ−i−プロポキシ
ド、チタンテトラ−n−ブトキシド、チタンテトラ−s
ec−ブトキシド、チタンテトラ−t−ブトキシド、ジ
ルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテトラエト
キシド、ジルコニウムテトラ−n−プロポキシド、ジル
コニウムテトラ−i−プロポキシド、ジルコニウムテト
ラ−n−ブトキシド、ジルコニウムテトラ−sec−ブ
トキシド、ジルコニウムテトラ−t−ブトキシド等が挙
げられる。
As the metal alkoxide represented by the general formula (II), antimony trimethoxide, antimony triethoxide, antimony tri-n-propoxide, antimony tri-i-propoxide, antimony tri-n-butoxide, Antimony tri-sec-butoxide, antimony tri-t-butoxide, antimony pentamethoxide, antimony pentaethoxide, antimony penta-n-propoxide, antimony penta-i-propoxide, antimony penta-n-butoxide, antimony penta- sec-Butoxide, antimony penta-t-
Butoxide, tin tetramethoxide, tin tetraethoxide, tin tetra-n-propoxide, tin tetra-i.
-Propoxide, tin tetra-n-butoxide, tin tetra-sec-butoxide, tin tetra-t-butoxide, tin tetramethoxide, tin tetraethoxide, tin tetra-n-propoxide, tin tetra-i-propoxide, tin tetra-n- Butoxide, tin tetra-s
ec-butoxide, tin tetra-t-butoxide, indium trimethoxide, indium triethoxide, indium tri-n-propoxide, indium tri-i.
-Propoxide, indium tri-n-butoxide, indium tri-sec-butoxide, indium tri-
t-Butoxide, niobium pentamethoxide, niobium pentaethoxide, niobium penta-n-propoxide, niobium penta-i-propoxide, niobium penta-n-butoxide, niobium penta-sec-butoxide, niobium penta-t-butoxide, tantalum pentamethoxide. , Tantalum pentaethoxide, tantalum penta-n-propoxide, tantalum penta-i-propoxide, tantalum penta-n-butoxide, tantalum penta-sec-butoxide, tantalum penta-t-butoxide, titanium tetramethoxide, titanium tetra. Ethoxide, titanium tetra-n-propoxide, titanium tetra-i-propoxide, titanium tetra-n-butoxide, titanium tetra-s
ec-butoxide, titanium tetra-t-butoxide, zirconium tetramethoxide, zirconium tetraethoxide, zirconium tetra-n-propoxide, zirconium tetra-i-propoxide, zirconium tetra-n-butoxide, zirconium tetra-sec-butoxide. , Zirconium tetra-t-butoxide, and the like.

【0015】上記のような、プラスチック基材との付着
力を高める有機基を有する一般式(I) で表されるシラン
化合物(成分A)と原子屈折率の高い金属原子を有する
一般式(II)で表される金属アルコキシド(成分B)とを
共重合することによりプラスチック基材に対して付着性
が良く、高屈折率を有するハードコート膜が得られる。
上記の成分Aと成分Bとの共重合は、有機溶媒中に成分
A及び成分Bを加えて混合物を作製し、この混合物にさ
らに水及び加水分解触媒を添加することによって開始さ
れる加水分解反応及び加水分解反応に引き続いて起こる
縮合反応により進行する。尚、有機溶媒中の成分A及び
成分Bの濃度は、成分A及び成分Bの種類や混合比、ハ
ードコートの膜厚、塗布方法等により適宜選択できる。
一般には例えば、成分A及び成分Bの合計で10〜60
重量%の範囲とすることが適当である。上記の混合物
は、常温以上50℃以下の有機溶媒に攪拌下、所定量の
成分A及び成分Bを加え、その後溶液が均質になるまで
攪拌を続けることにより得られる。また、上記混合物に
は、必要に応じて着色剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤
を加えてもよい。成分Aと成分Bの混合比は、成分Aと
成分Bの総量に対して、成分A10〜40モル%、成分
B90〜60モル%が好ましい。その理由は、成分Aが
10モル%より少なくなると(すなわち成分Bが90モ
ル%より多くなると)プラスチック基材に対する付着力
が不十分となり、プラスチック基材からの剥がれやクラ
ックの発生などが起こり安くなるからである。一方、成
分Bが60モル%より少なくなると(すなわち成分Aが
40モル%より多くなると)屈折率が低下する傾向があ
る。より好ましくは、成分Aは20〜30モル%の範囲
であり、成分Bは80〜70モル%の範囲であることが
適当である。ここで用いられる有機溶媒としては、ベン
ゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、メタノ
ール、エタノール、i−プロパノール等のアルコール溶
媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテ
ル溶媒等、公知の加水分解反応及び縮合反応に用いられ
る溶媒やこれらの溶媒の二種類以上の混合溶媒などを挙
げることができる。さらに、加水分解触媒としては、公
知の加水分解触媒をそのまま用いることができる。その
ような加水分解触媒としては、例えば塩酸、硝酸、硫
酸、酢酸、蓚酸、クエン酸、酒石酸、アンモニア、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、エタノールアミン等を
挙げることができる。また、触媒量は、成分A及び成分
Bの種類並びに触媒の種類等により適宜調整できるが、
例えば、成分Aと成分Bの合計1モルに対して0.01
〜0.5モルの範囲であることが適当である。
As described above, the silane compound (component A) represented by the general formula (I) having an organic group which enhances the adhesive force to the plastic substrate and the general formula (II) having a metal atom having a high atomic refractive index. By copolymerizing with a metal alkoxide represented by () (component B), a hard coat film having good adhesion to a plastic substrate and a high refractive index can be obtained.
The above-mentioned copolymerization of component A and component B is a hydrolysis reaction initiated by adding component A and component B to an organic solvent to prepare a mixture, and further adding water and a hydrolysis catalyst to the mixture. And the condensation reaction that follows the hydrolysis reaction. The concentrations of component A and component B in the organic solvent can be appropriately selected depending on the types and mixing ratios of component A and component B, the film thickness of the hard coat, the coating method, and the like.
Generally, for example, the total of the components A and B is 10 to 60.
It is suitable to set it in the range of% by weight. The above mixture can be obtained by adding a predetermined amount of component A and component B to an organic solvent at room temperature or higher and 50 ° C. or lower with stirring, and then continuing stirring until the solution becomes homogeneous. In addition, various additives such as a colorant and an ultraviolet absorber may be added to the above mixture, if necessary. The mixing ratio of the component A and the component B is preferably 10 to 40 mol% of the component A and 90 to 60 mol% of the component B with respect to the total amount of the component A and the component B. The reason is that when the content of the component A is less than 10 mol% (that is, when the content of the component B is more than 90 mol%), the adhesive force to the plastic substrate becomes insufficient and peeling or cracking from the plastic substrate easily occurs. Because it will be. On the other hand, when the component B is less than 60 mol% (that is, when the component A is more than 40 mol%), the refractive index tends to decrease. More preferably, Component A is in the range of 20 to 30 mol% and Component B is in the range of 80 to 70 mol%. Examples of the organic solvent used here include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, alcohol solvents such as methanol, ethanol and i-propanol, ether solvents such as diethyl ether and tetrahydrofuran, and known hydrolysis reaction and condensation. The solvent used for the reaction, a mixed solvent of two or more kinds of these solvents and the like can be mentioned. Further, as the hydrolysis catalyst, a known hydrolysis catalyst can be used as it is. Examples of such a hydrolysis catalyst include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, oxalic acid, citric acid, tartaric acid, ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ethanolamine and the like. Further, the catalyst amount can be appropriately adjusted depending on the types of the components A and B, the type of the catalyst, and the like,
For example, 0.01 mol per 1 mol of the total of component A and component B
It is suitable to be in the range of 0.5 mol.

【0016】本発明では、さらに上記の混合物に、常温
以上50℃の温度で、攪拌下、水及び加水分解触媒を添
加することにより、成分A及び成分Bは、ほぼ同時に加
水分解反応が開始される。水や加水分解触媒を添加して
加水分解反応が開始された後、攪拌を止めて被コーティ
ング物の表面に塗布する。但し、均質性の高いハードコ
ート膜を得るという観点からは、加水分解反応開始後、
速やかに塗布することが好ましい。但し、均質性を維持
できる時間は、混合物中に含まれる成分A及び成分Bの
種類と混合比、有機溶媒の種類、水の添加量、触媒の種
類と量等により異なる。一般には、加水分解反応開始後
10分以内、好ましくは5分以内に被コーティング物で
あるプラスチック基材の表面に塗布することが適当であ
る。加水分解が起こると続いて縮合反応が進む。成分A
と成分Bとでは、加水分解及び縮合反応の反応速度に差
があり、この反応速度の差により、ハードコートが不均
質になることがある。このため本発明では、加水分解反
応開始後、縮合反応の進行により微粒子ゾルが実質的に
形成される前に、前記混合物をプラスチック基材に塗布
し、プラスチック基材上で引き続き加水分解反応さらに
縮合反応を進行させて共重合させる。従って、本発明に
より得られるハードコート(共重合)膜は、微粒子ゾル
の形成に起因するミクロドメインが形成されることな
く、シラン化合物と金属アルコキシドの三次元架橋構造
を有する均質なランダム共重合膜となる。
In the present invention, water and a hydrolysis catalyst are added to the above mixture at a temperature of room temperature or more and 50 ° C. under stirring, whereby the hydrolysis reaction of the components A and B is started almost at the same time. It After the hydrolysis reaction is started by adding water or a hydrolysis catalyst, stirring is stopped and the solution is applied to the surface of the object to be coated. However, from the viewpoint of obtaining a hard coat film with high homogeneity, after starting the hydrolysis reaction,
It is preferable to apply it promptly. However, the time period during which the homogeneity can be maintained depends on the types and mixing ratios of the components A and B contained in the mixture, the types of organic solvents, the amount of water added, the types and amounts of catalysts, and the like. In general, it is suitable to apply it to the surface of the plastic substrate as the article to be coated within 10 minutes, preferably within 5 minutes after the initiation of the hydrolysis reaction. When hydrolysis occurs, the condensation reaction subsequently proceeds. Ingredient A
There is a difference in the reaction rate of the hydrolysis and the condensation reaction between the component B and the component B, and the difference in the reaction rate may cause the hard coat to be inhomogeneous. Therefore, in the present invention, after the hydrolysis reaction is started, before the fine particle sol is substantially formed by the progress of the condensation reaction, the mixture is applied to a plastic substrate, and the hydrolysis reaction is further condensed on the plastic substrate. The reaction is allowed to proceed and copolymerize. Therefore, the hard coat (copolymerization) film obtained by the present invention is a homogenous random copolymerization film having a three-dimensional crosslinked structure of a silane compound and a metal alkoxide without forming microdomains due to the formation of fine particle sol. Becomes

【0017】上記の混合物の被コーティング物であるプ
ラスチック基材の表面への塗布は、スピンコート法、デ
ィップコート法、スプレー法等の方法により行うことが
できる。さらに、混合物の塗布量は、得られるハードコ
ート膜に必要とされる物性及び膜厚等を考慮として、適
宜決定することができる。膜厚が例えば0.1〜5.0
μmの範囲となるようにすることが適当である。
The above-mentioned mixture can be applied to the surface of the plastic substrate which is the object to be coated by a method such as a spin coating method, a dip coating method or a spraying method. Further, the coating amount of the mixture can be appropriately determined in consideration of the physical properties and the film thickness required for the obtained hard coat film. The film thickness is, for example, 0.1 to 5.0
It is suitable to set it in the range of μm.

【0018】本発明においては、被コーティング物に形
成された共重合膜の架橋度を上げるために加熱処理を施
す。この加熱処理は、被コーティング物であるプラスチ
ック基材がガラス転移温度を示すものはガラス転移温度
以下の温度、ガラス転移温度を示さないものは軟化温度
以下の温度で、例えば24〜36時間行うことにより行
うことができる。このようにして得られる被膜は、ハー
ドコートとして十分な硬度及び緻密性を有する。架橋度
は、加熱処理温度が高いほど上昇し、膜の硬度、緻密性
共に高まる。しかし、上記の温度より高い温度で熱処理
すると膜にクラックが発生するなどのため膜質が悪化す
る。一般に、共重合膜の架橋度を上げるために加熱処理
は、1〜10℃/分の速度で、所定温度まで加熱し、こ
の温度で24〜36時間保持して行う。加熱の後、5〜
15℃/分の速度で冷却することにより室温に戻して、
ハードコートを有する物品を得ることができる。
In the present invention, heat treatment is applied to increase the degree of crosslinking of the copolymer film formed on the article to be coated. This heat treatment is carried out at a temperature not higher than the glass transition temperature when the plastic substrate to be coated exhibits a glass transition temperature, and at a temperature not higher than the softening temperature when it does not exhibit the glass transition temperature, for example, for 24 to 36 hours. Can be done by. The coating film thus obtained has sufficient hardness and denseness as a hard coat. The degree of cross-linking increases as the heat treatment temperature increases, and both the hardness and the denseness of the film increase. However, when heat treatment is performed at a temperature higher than the above temperature, the film quality is deteriorated because cracks are generated in the film. Generally, in order to increase the degree of cross-linking of the copolymer film, the heat treatment is performed at a rate of 1 to 10 ° C./minute to a predetermined temperature and holding at this temperature for 24 to 36 hours. After heating, 5
Return to room temperature by cooling at a rate of 15 ° C / min,
An article having a hard coat can be obtained.

【0019】本発明における被コーティング物は、ハー
ドコートを必要とする全ての物品を包含する。例えば、
光学レンズ、眼鏡レンズ、光学用プリズム等のプラスチ
ック製光学製品のプラスチック基材を挙げることができ
る。但し、プラスチック基材は、ガラス移転温度が90
℃以上であることが好ましい。そのようなプラスチック
として、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリ
ウレタン、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリスル
フィド、ポリスルフォン、ポリアセタール、フェノール
樹脂、尿素樹脂等の重縮合及び重付加によって合成され
るポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビ
ニルアルコール、ポリ(メタ)アクリレート、ポリスチ
レン等のビニル重合によって合成されるポリマーの公知
のポリマー、またこれらのポリマーを構成する二種以上
のモノマーのコポリマーやこれらの二種以上のポリマー
アロイ等を挙げることができる。
The article to be coated in the present invention includes all articles requiring a hard coat. For example,
Examples thereof include plastic substrates for plastic optical products such as optical lenses, spectacle lenses, and optical prisms. However, the glass transition temperature of the plastic substrate is 90
It is preferably at least ° C. As such plastics, polyester, polyamide, polyimide, polyurethane, polycarbonate, polyether, polysulfide, polysulfone, polyacetal, phenol resin, a polymer synthesized by polycondensation and polyaddition of urea resin, polyethylene, polypropylene, polyvinyl, etc. Known polymers such as alcohols, poly (meth) acrylates, polystyrene, and other polymers synthesized by vinyl polymerization, copolymers of two or more types of monomers constituting these polymers, and polymer alloys of two or more types thereof You can

【0020】以下、実施例により本発明を詳説する。The present invention will be described in detail below with reference to examples.

【実施例】以下の実施例によって得られたハードコート
の物性評価は下記の方法により行った。 膜 厚: 触針式粗さ計(テーラー・ホブソン(株)社
製)により測定した。 屈折率: 基材から剥したハードコートをアッベ屈折計
(アタゴ(株)社製)を用い、フィルム測定の常法に従
って測定した。 硬 度: 鉛筆硬度試験(JIS KS 400)に基
づいて行った。 付着力: ハードコート面に2mmの等間隔の平行線及
びそれらに直交する2mmの等間隔の平行線を、基材に
達しハードコートを切断するように引き、セロハン粘着
テープ(商品名”セロテープ”ニチバン株式会社製)を
コート全面に強く張り付けた後、その張り付け面と垂直
方向に急速に剥し、ハードコートの剥離面積が10mm
2 以下のものを3、剥離面積が10〜40mm2 のもの
を2、剥離面積が40mm2 以上のものを1として表し
た。 膜 質: 基材から剥したハードコートを目視及び電子
顕微鏡(明石(株)社製)により観察した。曇り、クラ
ック、ドメインの無いものを3、曇りのあるものを2、
曇り、ドメイン、クラックのあるものを1として表し
た。各実施例及び比較例において得られたハードコート
の物性評価結果は、表1〜表3にまとめて示す。
EXAMPLES The physical properties of the hard coats obtained in the following examples were evaluated by the following methods. Film thickness: Measured with a stylus roughness meter (Taylor Hobson Co., Ltd.). Refractive index: The hard coat peeled from the substrate was measured by an Abbe refractometer (manufactured by Atago Co., Ltd.) according to a conventional method for film measurement. Hardness: It was performed based on a pencil hardness test (JIS KS 400). Adhesiveness: Parallel lines of 2 mm at equal intervals and 2 mm of parallel lines orthogonal to them on the hard coat surface are drawn so as to reach the base material and cut the hard coat, and then the cellophane adhesive tape (trade name "Cellotape") (Nichiban Co., Ltd.) was strongly adhered to the entire surface of the coat, and then rapidly peeled in a direction perpendicular to the adhered surface, and the peeled area of the hard coat was 10 mm.
2 following ones 3, peeling area representing those 10 to 40 mm 2 2, as 1 shall peeling area of 40 mm 2 or more. Film quality: The hard coat peeled from the base material was observed visually and by an electron microscope (manufactured by Akashi Co., Ltd.). 3 without cloudiness, cracks and domains, 2 with cloudiness,
Those with cloudiness, domains, and cracks were designated as 1. The physical property evaluation results of the hard coats obtained in each of the examples and comparative examples are summarized in Tables 1 to 3.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】[0023]

【表3】 [Table 3]

【0024】実施例1 温度24±1℃、相対湿度50〜55%の室内で、20
0mlのビーカー中の脱水処理した40℃のエタノール
100mlに、マグネチックスターラーで攪拌しながら
トリエトキシフェニルシラン7.2g(0.03モル、
15モル%(総原料量に対する比))とアンチモントリ
エトキシド43.6g(0.17mol、85モル%
(総原料量に対する比))を加え、均質な混合物を得
た。40℃に保った混合物に、攪拌しながら、加水分解
触媒として、塩酸(10N)1mlを加え、30秒後に
攪拌を停止し、1分間静置した後、20mm×20mm
×2mmのポリメチルメタクリレート(PMMA)板
を、混合物中に、厚さ方向に対して垂直方向に浸漬し、
1分後、厚さ方向に対して垂直方向に20mm/min
の速度で引き上げた。コートしたPMMA板を40℃に
保たれている恒温槽に入れ、10分後、2℃/minの
昇温速度で100℃まで昇温し、そのまま24時間加熱
処理した。その後5℃/minの冷却速度で室温に戻
し、減圧乾燥を24時間行い、膜厚0.18μmの無
色、透明のハードコートを得た。
Example 1 In a room at a temperature of 24 ± 1 ° C. and a relative humidity of 50 to 55%, 20
To 100 ml of dehydrated 40 ° C. ethanol in a 0 ml beaker, 7.2 g of triethoxyphenylsilane (0.03 mol, while stirring with a magnetic stirrer)
15 mol% (ratio to the total amount of raw materials) and 43.6 g (0.17 mol, 85 mol%) of antimony triethoxide
(Ratio to the total amount of raw materials) was added to obtain a homogeneous mixture. While stirring, 1 ml of hydrochloric acid (10N) was added to the mixture kept at 40 ° C. as a hydrolysis catalyst, stirring was stopped after 30 seconds, and the mixture was allowed to stand for 1 minute, then 20 mm × 20 mm.
A × 2 mm polymethylmethacrylate (PMMA) plate is dipped in the mixture in a direction perpendicular to the thickness direction,
After 1 minute, 20 mm / min in the direction perpendicular to the thickness direction
Pulled up at the speed of. The coated PMMA plate was placed in a constant temperature bath maintained at 40 ° C., and after 10 minutes, the temperature was raised to 100 ° C. at a heating rate of 2 ° C./min, and heat treatment was continued for 24 hours. Thereafter, the temperature was returned to room temperature at a cooling rate of 5 ° C./min, and vacuum drying was performed for 24 hours to obtain a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.18 μm.

【0025】実施例2 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
アンチモントリエトキシド41.1g(0.16mo
l、80モル%(総原料量に対する比))を用い、実施
例1と同様の操作により、膜厚0.21μmの無色、透
明のハードコートを得た。
Example 2 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and antimony triethoxide 41 as a metal alkoxide (component B) were used. .1g (0.16mo
Using 1 and 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials), the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.21 μm.

【0026】実施例3 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン16.8g(0.07mol、35モル%(総原
料量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)とし
てアンチモントリエトキシド33.4g(0.13mo
l、65モル%(総原料量に対する比))を用い、実施
例1と同様の操作により、膜厚0.22μmの無色、透
明のハードコートを得た。
Example 3 As a silane compound (component A), 16.8 g of triethoxyphenylsilane (0.07 mol, 35 mol% (ratio to the total amount of raw materials)), and as a metal alkoxide (component B), antimony triethoxide 33. .4g (0.13mo
1, 65 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and by the same operation as in Example 1, a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.22 μm was obtained.

【0027】実施例4 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
スズテトラエトキシド47.7g(0.16mol、8
0モル%(総原料量に対する比))を用い、実施例1と
同様の操作により、膜厚0.23μmの無色、透明のハ
ードコートを得た。
Example 4 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and tin tetraethoxide 47 as a metal alkoxide (component B) were used. 0.7 g (0.16 mol, 8
The same procedure as in Example 1 was carried out using 0 mol% (ratio to the total amount of raw materials) to obtain a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.23 μm.

【0028】実施例5 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
インジウムトリエトキシド40.0g(0.16mo
l、80モル%(総原料量に対する比))を用い、実施
例1と同様の操作により、膜厚0.21μmの無色、透
明のハードコートを得た。
Example 5 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and indium triethoxide 40 as a metal alkoxide (component B) were used. 0.0 g (0.16 mo
Using 1 and 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials), the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.21 μm.

【0029】実施例6 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
タンタルペンタエトキシド65.0g(0.16mo
l、80モル%(総原料量に対する比))を用い、実施
例1と同様の操作により、膜厚0.23μmの無色、透
明のハードコートを得た。
Example 6 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and tantalum pentaethoxide 65 as a metal alkoxide (component B) were used. 0.0 g (0.16 mo
Using 1 and 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials), the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.23 μm.

【0030】実施例7 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
ニオブペンタエトキシド50.9g(0.16mol、
80モル%(総原料量に対する比))を用い、実施例1
と同様の操作により、膜厚0.23μmの無色、透明の
ハードコートを得た。
Example 7 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)), and niobium pentaethoxide 50 as a metal alkoxide (component B) were used. 0.9 g (0.16 mol,
Example 1 using 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)
By the same operation as above, a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.23 μm was obtained.

【0031】実施例8 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
チタンテトラエトキシド36.5g(0.16mol、
80モル%(総原料量に対する比))を用い、実施例1
と同様の操作により、膜厚0.24μmの無色、透明の
ハードコートを得た。
Example 8 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and titanium tetraethoxide 36 as a metal alkoxide (component B). 0.5 g (0.16 mol,
Example 1 using 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)
By the same operation as above, a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.24 μm was obtained.

【0032】実施例9−1 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
ジルコニウムテトラエトキシド43.4g(0.16m
ol、80モル%(総原料量に対する比))を用い、実
施例1と同様の操作により、膜厚0.23μmの無色、
透明のハードコートを得た。
Example 9-1 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and zirconium tetraethoxy as a metal alkoxide (component B). 43.4g (0.16m
ol, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and by the same operation as in Example 1, a colorless film having a thickness of 0.23 μm,
A transparent hard coat was obtained.

【0033】実施例9−2 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
チタンテトラエトキシド36.5g(0.16mol、
80モル%(総原料量に対する比))を用い、実施例1
と同様の操作により、膜厚0.18μmの無色、透明の
ハードコートを得た。
Example 9-2 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and titanium tetraethoxy as a metal alkoxide (component B). 36.5 g (0.16 mol,
Example 1 using 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)
By the same operation as above, a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.18 μm was obtained.

【0034】比較例1 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン48.0g(0.2molを用い、金属アルコキ
シド(成分B)は加えずに、実施例1と同様の操作によ
り、膜厚0.26μmの無色、透明のハードコートを得
た。
Comparative Example 1 48.0 g (0.2 mol) of triethoxyphenylsilane was used as the silane compound (component A), and the same procedure as in Example 1 was performed without adding the metal alkoxide (component B). A colorless and transparent hard coat of 0.26 μm was obtained.

【0035】比較例2 シラン化合物(成分A)は加えずに、金属アルコキシド
(成分B)としてチタンテトラエトキシド45.6g
(0.2モル)を用い、実施例1と同様の操作により、
膜厚0.17μmの無色、透明のハードコートを得た。
Comparative Example 2 45.6 g of titanium tetraethoxide as a metal alkoxide (component B) without adding a silane compound (component A).
(0.2 mol) and by the same operation as in Example 1,
A colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.17 μm was obtained.

【0036】比較例3 温度24±1℃、相対湿度50〜55%の室内で、20
0mlのビーカー中の脱水処理した40℃のエタノール
100mlに、マグネチックスターラーで攪拌しながら
塩酸(10N)1mlを加えた後、トリエトキシフェニ
ルシラン9.6g(0.04モル、20モル%(総原料
量に対する比))を加え、10分間リフラックスした。
さらにチタンテトラエトキシド36.5g(0.16モ
ル、80モル%(総原料量に対する比))を加え、10
分間リフラックスし粘性混合物を得た。40℃に保った
混合物中に、20mm×20mm×2mmのPMMA板
を厚さ方向に対して垂直方向に浸漬し、1分後、厚さ方
向に対して垂直方向に20mm/minの速度で引き上
げた。コートしたPMMA板を40℃に保たれている恒
温槽に入れ、10分後、2℃/minの昇温速度で10
0℃まで昇温し、そのまま24時間加熱処理した。その
後5℃/minの冷却速度で室温に戻し、減圧乾燥を2
4時間行い、膜厚0.17μmの無色、透明のハードコ
ートを得た。
Comparative Example 3 In a room at a temperature of 24 ± 1 ° C. and a relative humidity of 50 to 55%, 20
After adding 1 ml of hydrochloric acid (10N) to 100 ml of dehydrated 40 ° C. ethanol in a 0 ml beaker while stirring with a magnetic stirrer, 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (total The ratio to the amount of raw material)) was added and refluxed for 10 minutes.
Further, 36.5 g of titanium tetraethoxide (0.16 mol, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) was added and 10
Reflux for minutes to obtain a viscous mixture. A 20 mm x 20 mm x 2 mm PMMA plate is immersed in the mixture kept at 40 ° C in the direction perpendicular to the thickness direction, and after 1 minute, pulled up at a speed of 20 mm / min in the direction perpendicular to the thickness direction. It was The coated PMMA plate was placed in a constant temperature bath maintained at 40 ° C, and after 10 minutes, at a temperature rising rate of 2 ° C / min, 10
The temperature was raised to 0 ° C., and heat treatment was continued for 24 hours. After that, the temperature is returned to room temperature at a cooling rate of 5 ° C / min, and vacuum drying is performed for 2 hours.
This was carried out for 4 hours to obtain a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.17 μm.

【0037】実施例10 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
アンチモントリエトキシド41.1g(0.16mo
l、80モル%(総原料量に対する比))を用い、プラ
スチック基材をポリカーボネート(PC)、加熱処理を
130℃で24時間とした以外は、実施例1と同様の操
作により、膜厚0.19μmの無色、透明のハードコー
トを得た。
Example 10 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and antimony triethoxide 41 as a metal alkoxide (component B) were used. .1g (0.16mo
1, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) was used, the plastic substrate was polycarbonate (PC), and the heat treatment was performed at 130 ° C. for 24 hours. A colorless and transparent hard coat of 0.19 μm was obtained.

【0038】実施例11 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
スズテトラエトキシド47.7g(0.16mol、8
0モル%(総原料量に対する比))を用い、プラスチッ
ク基材をポリカーボネート(PC)、加熱処理を130
℃で24時間とした以外は、実施例1と同様の操作によ
り、膜厚0.21μmの無色、透明のハードコートを得
た。
Example 11 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and tin tetraethoxide 47 as a metal alkoxide (component B) were used. 0.7 g (0.16 mol, 8
0 mol% (ratio to the total amount of raw materials)), the plastic base material is polycarbonate (PC), and the heat treatment is 130
By the same operation as in Example 1 except that the temperature was set at 24 ° C. for 24 hours, a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.21 μm was obtained.

【0039】実施例12 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
インジウムトリエトキシド40.0g(0.16mo
l、80モル%(総原料量に対する比))を用い、実施
例11と同様の操作により、膜厚0.21μmの無色、
透明のハードコートを得た。
Example 12 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and indium triethoxide 40 as a metal alkoxide (component B) were used. 0.0 g (0.16 mo
1, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)), and by the same operation as in Example 11, colorless film having a thickness of 0.21 μm,
A transparent hard coat was obtained.

【0040】実施例13 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
タンタルペンタエトキシド65.0g(0.16mo
l、80モル%(総原料量に対する比))を用い、実施
例11と同様の操作により、膜厚0.23μmの無色、
透明のハードコートを得た。
Example 13 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and tantalum pentaethoxide 65 as a metal alkoxide (component B) were used. 0.0 g (0.16 mo
1, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)), and by the same operation as in Example 11, colorless film having a thickness of 0.23 μm,
A transparent hard coat was obtained.

【0041】実施例14 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
ニオブペンタエトキシド50.9g(0.16mol、
80モル%(総原料量に対する比))を用い、実施例1
1と同様の操作により、膜厚0.24μmの無色、透明
のハードコートを得た。
Example 14 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)), and niobium pentaethoxide 50 as a metal alkoxide (component B) were used. 0.9 g (0.16 mol,
Example 1 using 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)
By the same operation as in 1, a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.24 μm was obtained.

【0042】実施例15 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
チタンテトラエトキシド36.5g(0.16mol、
80モル%(総原料量に対する比))を用い、実施例1
1と同様の操作により、膜厚0.25μmの無色、透明
のハードコートを得た。
Example 15 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)), and titanium tetraethoxide 36 as a metal alkoxide (component B). 0.5 g (0.16 mol,
Example 1 using 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)
By the same operation as in 1, a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.25 μm was obtained.

【0043】実施例16 シラン化合物(成分A)として、トリエトキシフェニル
シラン9.6g(0.04mol、20モル%(総原料
量に対する比))、金属アルコキシド(成分B)として
ジルコニウムエトキシド43.4g(0.16mol、
80モル%(総原料量に対する比))を用い、実施例1
1と同様の操作により、膜厚0.24μmの無色、透明
のハードコートを得た。
Example 16 As a silane compound (component A), 9.6 g of triethoxyphenylsilane (0.04 mol, 20 mol% (ratio to the total amount of raw materials)), and zirconium ethoxide as a metal alkoxide (component B) 43. 4 g (0.16 mol,
Example 1 using 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)
By the same operation as in 1, a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.24 μm was obtained.

【0044】実施例17 シラン化合物(成分A)として、メタクリルオキシプロ
ピルトリエトキシシラン11.6g(0.04mol、
20モル%(総原料量に対する比))、金属アルコキシ
ド(成分B)としてジルコニウムテトラエトキシド4
3.4g(0.16mol、80モル%(総原料量に対
する比))を用い、実施例1と同様の操作により、膜厚
0.24μmの無色、透明のハードコートを得た。
Example 17 As a silane compound (component A), 11.6 g (0.04 mol, methacryloxypropyltriethoxysilane) of
20 mol% (ratio to the total amount of raw materials), zirconium tetraethoxide 4 as a metal alkoxide (component B)
Using 3.4 g (0.16 mol, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)), a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.24 μm was obtained by the same operation as in Example 1.

【0045】実施例18 シラン化合物(成分A)として、メタクリルオキシプロ
ピルトリエトキシシラン11.6g(0.04mol、
20モル%(総原料量に対する比))、金属アルコキシ
ド(成分B)としてアンチモントリエトキシド41.1
g(0.16mol、80モル%(総原料量に対する
比))を用い、実施例1と同様の操作により、膜厚0.
23μmの無色、透明のハードコートを得た。
Example 18 As a silane compound (component A), 11.6 g (0.04 mol, methacryloxypropyltriethoxysilane) of
20 mol% (ratio to the total amount of raw materials), antimony triethoxide 41.1 as metal alkoxide (component B)
g (0.16 mol, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)), and by the same operation as in Example 1, the film thickness of 0.
A 23 μm colorless, transparent hard coat was obtained.

【0046】実施例19 シラン化合物(成分A)として、メタクリルオキシプロ
ピルトリエトキシシラン11.6g(0.04mol、
20モル%(総原料量に対する比))、金属アルコキシ
ド(成分B)としてニオブペンタエトキシド50.9g
(0.16mol、80モル%(総原料量に対する
比))を用い、実施例1と同様の操作により、膜厚0.
22μmの無色、透明のハードコートを得た。
Example 19 As a silane compound (component A), 11.6 g (0.04 mol, methacryloxypropyltriethoxysilane) of
20 mol% (ratio to the total amount of raw materials), 50.9 g of niobium pentaethoxide as a metal alkoxide (component B)
(0.16 mol, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and using the same operation as in Example 1, the film thickness of 0.
A 22 μm colorless, transparent hard coat was obtained.

【0047】実施例20 シラン化合物(成分A)として、メタクリルオキシプロ
ピルトリエトキシシラン11.6g(0.04mol、
20モル%(総原料量に対する比))、金属アルコキシ
ド(成分B)としてチタンテトラエトキシド36.5g
(0.16mol、80モル%(総原料量に対する
比))を用い、実施例1と同様の操作により、膜厚0.
25μmの無色、透明のハードコートを得た。
Example 20 As a silane compound (component A), 11.6 g (0.04 mol, methacryloxypropyltriethoxysilane) of
20 mol% (ratio to the total amount of raw materials), 36.5 g of titanium tetraethoxide as a metal alkoxide (component B)
(0.16 mol, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and using the same operation as in Example 1, the film thickness of 0.
A colorless and transparent hard coat of 25 μm was obtained.

【0048】実施例21 シラン化合物(成分A)として、グリシジルオキシプロ
ピルトリエトキシシラン10.6g(0.04mol、
20モル%(総原料量に対する比))、金属アルコキシ
ド(成分B)としてジルコニウムテトラエトキシド4
3.4g(0.16mol、80モル%(総原料量に対
する比))を用い、実施例1と同様の操作により、膜厚
0.23μmの無色、透明のハードコートを得た。
Example 21 As a silane compound (component A), 10.6 g (0.04 mol, glycidyloxypropyltriethoxysilane)
20 mol% (ratio to the total amount of raw materials), zirconium tetraethoxide 4 as a metal alkoxide (component B)
Using 3.4 g (0.16 mol, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)), a colorless and transparent hard coat having a film thickness of 0.23 μm was obtained by the same operation as in Example 1.

【0049】実施例22 シラン化合物(成分A)として、グリシジルオキシプロ
ピルトリエトキシシラン10.6g(0.04mol、
20モル%(総原料量に対する比))、金属アルコキシ
ド(成分B)としてアンチモントリエトキシド41.1
g(0.16mol、80モル%(総原料量に対する
比))を用い、実施例1と同様の操作により、膜厚0.
24μmの無色、透明のハードコートを得た。
Example 22 10.6 g (0.04 mol, glycidyloxypropyltriethoxysilane) of a silane compound (component A)
20 mol% (ratio to the total amount of raw materials), antimony triethoxide 41.1 as metal alkoxide (component B)
g (0.16 mol, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)), and by the same operation as in Example 1, the film thickness of 0.
A colorless and transparent hard coat having a thickness of 24 μm was obtained.

【0050】実施例23 シラン化合物(成分A)として、グリシジルオキシプロ
ピルトリエトキシシラン10.6g(0.04mol、
20モル%(総原料量に対する比))、金属アルコキシ
ド(成分B)としてニオブペンタエトキシド50.9g
(0.16mol、80モル%(総原料量に対する
比))を用い、実施例1と同様の操作により、膜厚0.
21μmの無色、透明のハードコートを得た。
Example 23 As a silane compound (component A), 10.6 g (0.04 mol, glycidyloxypropyltriethoxysilane) of
20 mol% (ratio to the total amount of raw materials), 50.9 g of niobium pentaethoxide as a metal alkoxide (component B)
(0.16 mol, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and using the same operation as in Example 1, the film thickness of 0.
A 21 μm colorless, transparent hard coat was obtained.

【0051】実施例24 シラン化合物(成分A)として、グリシジルオキシプロ
ピルトリエトキシシラン10.6g(0.04mol、
20モル%(総原料量に対する比))、金属アルコキシ
ド(成分B)としてチタンテトラエトキシド36.5g
(0.16mol、80モル%(総原料量に対する
比))を用い、実施例1と同様の操作により、膜厚0.
24μmの無色、透明のハードコートを得た。
Example 24 As a silane compound (component A), 10.6 g (0.04 mol, glycidyloxypropyltriethoxysilane) of
20 mol% (ratio to the total amount of raw materials), 36.5 g of titanium tetraethoxide as a metal alkoxide (component B)
(0.16 mol, 80 mol% (ratio to the total amount of raw materials)) and using the same operation as in Example 1, the film thickness of 0.
A colorless and transparent hard coat having a thickness of 24 μm was obtained.

【0052】表1〜3に示すように、本実施例1〜24
において得られた共重合体(ハードコート)は、屈折率
が1.61〜1.73と高く、硬度も6H〜9Hと硬
く、付着力及び膜質にも優れたものであった。これに対
し、比較例1は、硬度は高く、付着力及び膜質にも優れ
ているが、屈折率が1.52と低いものであった。ま
た、比較例2及び比較例3は、屈折率及び硬度は高い
が、付着力及び膜質が劣るものであった。
As shown in Tables 1 to 3, the present Examples 1 to 24
The copolymer (hard coat) obtained in (1) had a high refractive index of 1.61 to 1.73 and a hardness of 6H to 9H, and was excellent in adhesion and film quality. On the other hand, in Comparative Example 1, the hardness was high and the adhesion and the film quality were excellent, but the refractive index was as low as 1.52. Further, in Comparative Examples 2 and 3, the refractive index and hardness were high, but the adhesion and the film quality were poor.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、ハードコー
ト膜としての基本性能である高硬度を有し、光学製品の
高屈折率化に対応できる高い屈折率を有し、プラスチッ
ク基材との付着性に優れ、ミクロドメインによる不均質
を有さずに透明性が高く、かつプラスチック基材が耐熱
性を有する温度域における加熱処理により膜の硬化が可
能な、ハードコートの製造方法を提供することができ
る。
According to the manufacturing method of the present invention, it has a high hardness, which is a basic performance as a hard coat film, and a high refractive index that can correspond to a high refractive index of an optical product. Provided is a method for producing a hard coat, which has excellent adhesiveness, has high transparency without having heterogeneity due to microdomains, and can cure a film by heat treatment in a temperature range in which a plastic substrate has heat resistance. can do.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シラン化合物と金属アルコキシドとの混
合物を作成し、得られた混合物を被コーティング物の表
面に塗布し、次いで塗布した混合物中のシラン化合物と
金属アルコキシドとを共重合させ、得られた共重合体膜
を加熱して硬化させることを特徴とするハードコートの
製造方法。
1. A mixture of a silane compound and a metal alkoxide is prepared, the mixture thus obtained is applied to the surface of an object to be coated, and then the silane compound and the metal alkoxide in the applied mixture are copolymerized to obtain a mixture. A method for producing a hard coat, which comprises heating and curing the copolymer film.
【請求項2】 シラン化合物が一般式(1):R1 m
iX1 (4-m) で表される化合物(但し、R1 は有機基を
表し、X1 は炭素数1〜4のアルキル基を有するアルコ
キシ基であり、mは1又は2である)の1種又は2種以
上であり、金属アルコキシドが一般式(2):MX2 n
で表される化合物(但し、MはSb、Sn、In、N
b、Ta、Ti及びZrからなる群から選ばれる金属原
子であり、X2 は炭素数1〜4のアルキル基を有するア
ルコキシ基であり、nはMで表される金属原子の価数で
あり、3〜5の整数である)の1種又は2種以上である
請求項1記載の製造方法。
2. A silane compound represented by the general formula (1): R 1 m S
a compound represented by iX 1 (4-m) (wherein R 1 represents an organic group, X 1 is an alkoxy group having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and m is 1 or 2) One or two or more metal alkoxides represented by the general formula (2): MX 2 n.
(Where M is Sb, Sn, In, N
b is a metal atom selected from the group consisting of Ta, Ti and Zr, X 2 is an alkoxy group having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n is a valence of the metal atom represented by M. 3 is an integer of 3 to 5).
【請求項3】 一般式(1)で表されるシラン化合物と
一般式(2)で表される金属アルコキシドとの混合比率
が、両化合物の総量に対して、一般式(1)で表される
シラン化合物が10〜40モル%の範囲であり、一般式
(2)で表される金属アルコキシドが90〜60モル%
の範囲である請求項1又は2に記載の製造方法。
3. The mixing ratio of the silane compound represented by the general formula (1) and the metal alkoxide represented by the general formula (2) is represented by the general formula (1) with respect to the total amount of both compounds. The silane compound is in the range of 10 to 40 mol%, and the metal alkoxide represented by the general formula (2) is 90 to 60 mol%.
The manufacturing method according to claim 1 or 2, which is in the range.
【請求項4】 被コーティング物がプラスチック製光学
製品である請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方
法。
4. The manufacturing method according to claim 1, wherein the article to be coated is a plastic optical product.
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