JPH1123802A

JPH1123802A - 着色されたプラスチックレンズ

Info

Publication number: JPH1123802A
Application number: JP9179328A
Authority: JP
Inventors: Michiko Seki; 道子関; Hiroko Kawamura; 裕子川村; Toshiya Tanaka; 俊也田中
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】高耐久性の着色レンズを得る。【解決手段】本発明の着色レンズは、プラスチックレ
ンズ基材と、該プラスチックレンズ基材上に形成された
顔料及びポリビニルアセタールを主成分とする塗膜を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐久性に優れた着色プ
ラスチックレンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックレンズ基材は、成形が容易
なこと、軽くて割れにくいこと、染色により容易に着色
が可能であること等の特徴を有することから、近年光学
レンズ、特に眼鏡レンズとして広く用いられるようにな
っている。特に最近では、様々な環境下で使用できる高
耐久性の眼鏡レンズの要望が高まっている。更に耐久性
に加え、ファッション性も兼ね備えたプラスチックレン
ズの要求が高まっている。

【０００３】プラスチックレンズ基材が容易に染色、着
色できるというメリットは、ファッション性、遮光性の
点から眼鏡レンズとして好まれる大きな理由となってい
る。現在では、眼鏡プラスチックレンズの７０パーセン
ト以上は、染色して市場に供されていると言われてい
る。こうしたことから、高耐久性のプラスチックレンズ
を多種多様な色で均一に大量且つ安定に着色する必要性
が出てきている。

【０００４】従来のプラスチックレンズの染色方法は、
分散染料を界面活性剤と共に水中に分散させた染色液を
調整後加熱し、これにプラスチックレンズ基材を浸漬す
る浸漬染色方法（浸染法）が主として用いられていた。
また、浸漬染色方法に代わる方法として、例えば特公昭
３５−１３８４号公報には、有機顔料を昇華させプラス
チックレンズ基材を着色する方法が提案されている。

【０００５】また特開昭５６−１５３３２１号、特開昭
５６−１５９３７６号、特開平１−２７７８１４号の各
公報には、昇華性染料を昇華させてプラスチックレンズ
基材を染色する方法が開示されている。また、特開昭５
６−１５３３２１号、特開昭５６−１５９３７６号の各
公報には、固体染色性染料を用いた気相染色方法が記載
されている。

【０００６】前記のようにプラスチックレンズ基材に
は、染色性、加工性に関するメリットがある反面、プラ
スチックレンズ基材は、表面硬度が不十分なために傷が
つきやすいという耐擦傷性の問題点や、像や物体のちら
つきの原因となる表面反射が生じ易いといった問題点も
あった。従来、プラスチックレンズ基材の耐擦傷性を向
上させるために、表面硬度を上げる目的でレンズ基材表
面にシリコン系材料を主成分とするハードコート膜を設
けていた。また表面反射を改善するためにンズ基材表面
に無機物を蒸着して反射防止膜を設けることが行われて
いた。

【０００７】しかし、このようなシリコン系ハードコー
ト膜や無機物の反射防止膜を設けると、プラスチックレ
ンズ基材の耐衝撃性が低下するという問題点が生じた。
そこでプラスチックレンズ基材の耐衝撃性を向上させる
ために、レンズ基材とハードコート膜との間にプライマ
ー層を設け表面改質を行うことが提案された。プライマ
ー層を形成するプライマー組成物としては、例えば、エ
ポキシ樹脂を用いる方法（特開昭６０−２１４３０１号
公報）や、アクリルポリオールと多官能有機イソシアネ
ート化合物からなるプライマー組成物を用いる方法（特
開昭６１−１１４２０３号公報）等が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、ファッ
ション性と耐久性を兼ね備えたプラスチックレンズを容
易且つ効率よく得るために、従来の染色法及び耐久性を
付与する方法の問題点を調べた。まず前記した従来のプ
ラスチックレンズ基材の染色法である浸漬染色方法を用
いて染色されたレンズ基材の観察を行った。その結果、
染色された各々のレンズによって色調が大きく変わるこ
とがあり、均一且つ安定した染色プラスチックレンズを
大量に得ることが困難であるという問題点が生じた。

【０００９】また、前記の固体染色性染料を用いた気相
染色方法で染色されたレンズ基材は、色の濃度が均一に
ならないという問題点があった。また真空雰囲気中で染
色する方法で染色されたレンズ基材は、光学性能が低下
してしまう問題点があった。また雰囲気を真空にしなけ
ればならないという作業が必要であり、設備費がかかっ
てしまうとの問題点もあった。

【００１０】更に、特公昭３５−１３８４号公報に記載
されている真空雰囲気中で顔料により着色する方法は、
設備費の問題点に加え、この方法で製造されるレンズ
は、満足する光学性能が得られないという問題点があっ
た。このように従来の各染色方法には様々な問題点があ
った。次に染色レンズの耐久性を検討するために、浸漬
染色方法で染色したプラスチックレンズ基材上に耐衝撃
性を向上させるためにプライマー層を形成し、更にその
上にディッピング法によりシリコン系材料を主成分とす
るハードコート膜を施すことを試みた。その結果、ハー
ド液（ハードコート膜を形成するための原料となる液状
物質）が着色したり、その着色されたハード液を用いて
別のレンズ基材を浸漬すると、別のレンズ基材も着色さ
れてしまうという問題点が生じた。また、染色後とハー
ドコート膜成膜後では色調が異なってしまうこともあっ
た。更に前記問題点に加えて、浸漬染色方法や気相染色
法で染色したプラスチックレンズを夏の強い日差しの中
や冬の雪山で紫外線に当ったり、長期間使用していると
変色したり、色ヌケが生じる場合があり、耐光性や耐候
性も更に向上させる必要があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記問題
点を検討した。浸漬染色方法の問題点は、染色液中の分
散染料濃度や染色助剤量、染色液の温度、更にプラスチ
ックレンズ基材の染色性のばらつきが原因であることが
判った。また固体染色性染料を用いた気相染色方法は、
染色濃度の調整の困難性に起因するものであった。

【００１２】真空雰囲気中で染色する方法の問題点は、
処理温度が１５０〜２００℃であり、プラスチックレン
ズ基材の温度も高温となるために基材が侵されてしま
い、その結果プラスチックレンズ基材の光学性能が低下
することが判った。染色されたプラスチックレンズ基材
は、染料が分子の形でレンズ基材表面に存在している。
そのため、染色されたレンズ基材をハード液に浸漬し、
その後レンズ基材上にハードコート膜を形成する場合の
前記問題点は、染料がハード液に溶け出してしまうこと
に起因することが判った。

【００１３】本発明は、これらの問題点を解決し、耐久
性とファッション性を兼ね備えた眼鏡レンズを提案す
る。そこで本発明は、第１に「プラスチックレンズ基材
と、該プラスチックレンズ基材上に形成された顔料及び
ポリビニルアセタールを主成分とする塗膜を有すること
を特徴とする着色されたプラスチックレンズ（請求項
１）」を提供する。第２に「前記塗膜上に前記塗膜とは
異なる材料を主成分とするコーティング膜が形成されて
いることを特許とする請求項１記載のプラスチックレン
ズ（請求項２）」を提供する。第３に「前記ポリビニル
アセタールが下記２種類の化合物を架橋剤とした反応生
成物よりなることを特徴とする請求項１、２記載のプラ
スチックレンズ。

【００１４】イ）加水分解性オルガノシラン化合物ロ）ジアルデヒド化合物またはジアルデヒドのアセター
ル化合物（請求項３）」を提供する。第４に「前記塗膜
の膜厚が約０．１〜５μｍであることを特徴とする請求
項１、２、３記載のプラスチックレンズ（請求項４）」
を提供する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明で使用されるプラスチック
レンズ基材は、例えば、ポリメチルメタクリレート及び
その共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、
ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリ塩化ビ
ニル、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ＣＲ−３９
の重合体、または、一種または二種以上のポリイソシア
ネートと一種または二種以上のポリオールおよび／また
は一種または二種以上のポリチオールとを含む単量体混
合物を重合して得られるものである。

【００１６】本発明のプライマー層に分散させる顔料と
しては、レンズの透明性を損なわないように粒子径の小
さいものが好ましく用いられる。この透明性の付与とい
う目的からすると、粒子径が０．３μｍ以下の超微粒子
顔料が適しており、特に、０．１μｍ以下のものが好ま
しい。これらの顔料を例示すると、フタロシアニン系、
アゾ系、キナクリドン系、スレン系、キノフタロン系等
の有機顔料及びカーボンブラック、酸化チタン被覆雲
母、群青、ホワイトカーボン、酸化亜鉛等の無機顔料が
挙げられる。

【００１７】プライマー層中の顔料の配合量は、樹脂４
０ｇに対して、顔料０．１〜１０ｇ程度が適当である。
本発明において使用されるプライマー層は、顔料分散性
が高く、かつ高い耐衝撃性を有するポリビニルアセター
ルを主成分とするものである。ポリビニルアセタールを
主成分とする材料の具体例としては、アセタール部のア
ルキル基の炭素数が０から２０のものが利用でき、好ま
しくは０から１０のものである。特に好ましくはアルキ
ル基の炭素数が３であるポリビニルブチラールである。

【００１８】アセタール化度は１０から９０％のものが
使用でき、好ましくは２０から８０％のアセタール化度
のポリビニルアセタールである。アセタール化度が１０
％未満では衝撃強度の改善が不十分であり、またアセタ
ール化度が９０％より多いポリビニルアセタールは合成
が困難であるほか、合成できたとしてもプラスチック基
材との密着性の低下が予測されるため好ましくない。

【００１９】ポリビニルアセタールの重合度は、好まし
くは５，０００以下のものであるが、より好ましくは１
００から３，０００である。重合度が５，０００よりも
高すぎると、溶媒に溶解しにくくなる。また、最適アセ
タール化度のポリビニルアセタールを合成するのが困難
となってしまう。逆に、重合度が１００よりも低いと耐
衝撃性の改善が不十分となる。

【００２０】プライマー組成物中のポリビニルアセター
ルの添加量は、１〜３０重量％であり、好ましくは２〜
２０重量％である。ポリビニルアセタールの添加量が３
０重量％よりも多すぎるとプライマー組成物の粘度が高
くなり過ぎてしまいプラスチックレンズ基材への塗布が
困難になる。またプライマー層の膜厚が厚くなり過ぎて
しまうため、塗布面の均一性が失われる。逆にポリビニ
ルアセタールの添加量が１重量％よりも少なくなるとプ
ライマー層の膜厚が薄くなり過ぎてしまい、耐衝撃性の
改善が不十分となる。

【００２１】プライマー層の形成に用いる架橋剤として
は、加水分解性オルガノシラン化合物とジアルデヒド化
合物の混合系、あるいは加水分解性オルガノシラン化合
物とジアルデヒドのアセタール化合物の混合系が用いら
れる。加水分解性オルガノシラン化合物の場合は、オル
ガノシラン化合物中の加水分解基が加水分解してシラノ
ール基が生成し、触媒の作用と熱によりポリビニルアセ
タール中の水酸基と脱水縮合することにより分子間もし
くは分子内で架橋が行われる。架橋にあずかる分子は、
オルガノシラン化合物の加水分解物またはその縮合物で
ある。オルガノシラン化合物はそのまま添加されてもよ
いし、あらかじめ加水分解されたものが添加されてもよ
い。また、１種類のオルガノシラン化合物を単独で用い
てもよいし、２種類以上のオルガノシラン化合物を混合
して用いてもよい。

【００２２】オルガノシラン化合物としては、加水分解
基がハロゲン原子であるハロシラン化合物類、加水分解
基がカルボキシ基であるカルボキシシラン化合物類、加
水分解基がケトオキシム基であるケトオキシムシラン化
合物類、もしくは加水分解基がアルコキシ基であるアル
コキシシラン化合物類等を用いることができるが、好ま
しくはアルコキシシラン化合物類である。具体的な化合
物としては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエ
トキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジ
エトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フ
ェニルメチルジエトキシシラン、γ−クロロプロピルメ
チルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエ
トキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキ
シシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、メチルビニ
ルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピ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
チルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラ
ン、メチルトリス（２−メトキシエトキシ）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、エチルトリス（２−メトキシエトキシ）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、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシ
ラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエト
キシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）
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、γ−クロロプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、３，３，
３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、３，
３，３−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、γ
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリ
メトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、
クロロメチ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、Ｎ−β−アミノエチル）−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル）−
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピ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、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、テトラブ
トキシシラン、１，１−ビス（トリメトキシシリル）エ
タン、１，１−ビス（トリエトキシシリル）エタン、
１，２−ビス（トリメトキシシリル）エタン、１，２−
ビス（トリエトキシシリル）エタン、１，３−ビス（ト
リメトキシシリル）プロパン、１，３−ビス（トリエト
キシシリル）プロパン、２，２−ビス（トリメトキシシ
リル）プロパン、２，２−ビス（トリエトキシシリル）
プロパン、などがあげられる。プライマー組成物中のオ
ルガノシラン化合物の添加量としては０．０１〜３０重
量％、好ましくは０．１〜２０重量％である。

【００２３】ジアルデヒド化合物またはジアルデヒドの
アセタール化合物も架橋剤として用いることができる。
ジアルデヒド化合物を用いた場合は、アルデヒド基が触
媒の作用によりポリビニルアセタール中の水酸基と反応
するか、もしくはアルキルアセタール基との間のアセタ
ール交換反応により新たにアセタール結合を形成する。
ジアルデヒド化合物を用いた場合は、分子内に２つのア
ルデヒド基を有しているため、ポリビニルアセタールの
分子間もしくは分子内での架橋が可能となる。ジアルデ
ヒドのアセタール化合物を用いた場合は、水および酸性
触媒との共存下では対応するジアルデヒドとの平衡関係
にあるため、架橋反応機構としてはジアルデヒドの場合
と全く同様であると考えられる。またジアルデヒド化合
物またはジアルデヒドのアセタール化合物は単独で用い
てもよいし、２種類以上のジアルデヒド化合物を混合し
て用いてもよい。具体的なジアルデヒド化合物として
は、グリオキサール、グルタルアルデヒド、ヘキサンジ
アール、２−ヒドロキシヘキサンジアール、マロンアル
デヒドテトラメチルアセタール、マロンアルデヒドテト
ラエチルアセタール、グルタルアルデヒドテトラメチル
アセタール、グルタルアルデヒドテトラエチルアセター
ルなどがあげられる。プライマー組成物中のジアルデヒ
ド化合物またはジアルデヒドのアセタール化合物の添加
量としては０．０１〜３０重量％であるが、オルガノシ
ラン化合物の５０モル％以下が好ましい。ジアルデヒド
化合物またはジアルデヒドのアセタール化合物の添加量
がオルガノシラン化合物の添加量の５０モル％を越える
と耐衝撃性が低下してしまう。

【００２４】硬化触媒としては、加水分解性オルガノシ
ラン化合物が加水分解して生成したシラノール基とポリ
ビニルアセタール中の水酸基との脱水縮合、およびジア
ルデヒド化合物またはジアルデヒドのアセタール化合物
とポリビニルアセタール中の水酸基とのアセタール化反
応を促進するものであれば特に制限はない。具体的に
は、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸などの無機酸、ギ酸、酢
酸、安息香酸、フタル酸、メタンスルホン酸、ベンゼン
スルホン酸、アルキル基の炭素数が１〜１８のアルキル
ベンゼンスルホン酸などの有機酸、ジブチルスズジラウ
レート、ジブチルスズジオクテート、ジブチルスズジア
セテートなどの有機スズ化合物を用いることができる。
この中で特に好ましいのは塩酸、硝酸などの無機酸、お
よびメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トル
エンスルホン酸などの有機酸、および有機スズ化合物で
ある。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上の触
媒を混合して用いてもよい。プライマー組成物中の硬化
触媒の添加量としては、０．００２〜１０重量％、好ま
しくは０．００５〜２重量％である。触媒の量が１０重
量％を超えると、膜が固くなってしまい耐衝撃性が低下
してしまう問題点が生じる。また、０．００２重量％よ
りも少ないと耐アルコール性が低くなり、その後に塗布
するハードコート膜の外観が悪くなるという問題点が生
じる。

【００２５】プライマー組成物中の有機溶媒としては、
炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、アルコール類、ケ
トン類、エステル類、エーテル類その他公知の溶媒で、
ポリビニルアセタールをよく溶解するものが使用でき
る。特に好ましくはメタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノール、ヘキサノール、アセトン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン
であるが、これらは単独で用いてもよいし、２種類以上
の有機溶媒を混合して用いてもよい。

【００２６】塗布性の改善を目的とした各種レベリング
剤あるいは耐候性の向上を目的とした紫外線吸収剤や酸
化防止剤、その他膜の性能や機能を高める公知の添加物
を併用することができる。プライマー層の膜厚は耐衝撃
性の向上の観点から０．０１〜３０μｍとするのが好ま
しく、特に好ましくは０．１〜５μｍである。０．０１
μｍ未満の膜厚では耐衝撃性は不充分であり、３０μｍ
より大きいとレンズ基材に塗布した時の面精度が低下し
てしまう。

【００２７】プライマー用塗料の塗布方法は、スピンコ
ート法、ディッピング法等公知の方法であれば、特に制
限はない。また、レンズ基材は、必要に応じてアルカリ
処理、プラズマ処理、紫外線処理等の前処理を行ってお
くことが好ましい。プライマー層を形成するには、プラ
イマー用塗料をレンズに塗布した後、５０〜１２０℃、
好ましくは７０〜１１０℃で１〜６０分加熱することが
好ましい。この加熱処理により、塗布されたプライマー
層の組成物中の加水分解されたオルガノシラン化合物、
ジアルデヒド化合物またはジアルデヒドのアセタール化
合物とポリビニルアセタール中に含まれる水酸基とが脱
水縮合してポリビニルアセタール分子が架橋されるとと
もに、縮合反応により生成した水及び予めプライマー組
成物中に含まれていた有機溶媒と水が蒸発する。こうし
てプラスチックレンズ基材表面に３次元的に架橋された
ポリビニルアセタールのプライマー膜が形成される。

【００２８】上記顔料分散樹脂塗膜上には、プラスチッ
クレンズ基材の耐擦傷性を向上させるためにハードコー
ト膜を形成することが好ましい。特に、下記一般式
（Ｉ）で表わされる有機ケイ素化合物またはその加水分
解物が好ましい。一般式（Ｉ）：Ｒ¹aＲ²bＳｉ（ＯＲ³）_4-(a+b) （但し、式中、Ｒ１は、官能基又は不飽和２重結合を
有する炭素数４〜１４の有機基であり、Ｒ２は、炭素
数１〜６の炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基であ
り、Ｒ３は、炭素数１〜４のアルキル基、アルコキシ
アルキル基又はアシル基であり、ａ及びｂは、それぞれ
０又は１であり、かつａ＋ｂは、１又は２である。）一般式（Ｉ）の化合物のうち、耐擦傷性が優れていると
いう理由から、Ｒ１が官能基としてエポキシ基を有する
ものが好ましく、例えば、次のものが使用される。（１）一般式（II）：

【００２９】

【化１】

【００３０】（但し、式中、Ｒ４は、炭素数１〜４の
アルキル基又はアルコキシアルキル基又はアシル基、Ｒ
５は、炭素数１〜６の炭化水素基又はハロゲン化炭素
化水素基、Ｒ６は、水素またはメチル基、ｍは２又は
３、ｐは１〜６、ｑは０〜２である。）で表わされる化
合物。（２）一般式（III)：

【００３１】

【化２】

【００３２】（但し、Ｒ７は、炭素数１〜４のアルキ
ル基又はアルコキシアルキル基又はアシル基、Ｒ８
は、炭素数１〜４の炭化水素基又はハロゲン化炭素化水
素基、１は２又は３、ｒは１〜４である。）で表わされ
る化合物。上記一般式で表わされる化合物は、いずれも
エポキシ基を有するので、エポキシシランとも呼ばれ
る。

【００３３】エポキシシランの具体例としては、例え
ば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピ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アセトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−
エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシランな
どが挙げられる。

【００３４】また、一般式（Ｉ）の化合物のうち、Ｒ¹
が官能基としてエポキシ基を有するもの以外（ａ＝０の
ものを含む）の例としては、例えば、次のものが使用さ
れる。メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシ
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、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメ
トキシエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、アミノメチルトリメトキシシラン、
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、γ−クロロプロピル
トリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエト
キシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメ
トキシシランなどの各種トリアルコキシシラン、トリア
シロキシシランあるいはトリアルコキシアルコキシシラ
ン化合物。

【００３５】以上に挙げた一般式（Ｉ）の例示化合物
は、いずれもＳｉ原子に結合するＯＲ ³ 基が３個ある
（ａ＋ｂ＝１）３官能の例であるが、ＯＲ³ 基が２個あ
る（ａ＋ｂ＝２）２官能の相当する化合物ももちろん使
用することができる。２官能の相当する化合物の例とし
ては、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキ
シシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルビ
ニルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシランなど
がある。

【００３６】一般式（Ｉ）の化合物は、１種類で使用し
てもよいが、目的に応じて２種以上を混合して使用して
もよい。特に、２官能の化合物を使用するときには、３
官能の化合物と併用することが好ましい。３官能の化合
物を併用した場合には、平均で２＞ａ＋ｂ＞１となる。

【００３７】更に、ａ＋ｂ＝０の４官能の相当する化合
物を併用することも可能である。４官能の相当する化合
物の例としては、メチルシリケート、エチルシリケー
ト、イソプロピルシリケート、ｎ−プロピルシリケー
ト、ｎ−ブチルシリケート、ｔ−ブチルシリケート、ｓ
ｅｃ−ブチルシリケートなどが挙げられる。このように
３官能、４官能の化合物を併用することにより膜に適当
な硬度を付与させることが可能となる。

【００３８】更に一般式（Ｉ）の化合物は、そのまま使
用してもよいが、反応速度を増し、硬化温度を下げる目
的で加水分解物として使用することが好ましい。２〜４
官能の化合物の中で同一官能数の化合物を２種以上を併
用する場合、或いは異なる官能数の化合物を２種以上を
併用する場合、加水分解後に併用してもよいし、加水分
解前に併用して共加水分解を行なってもよい。加水分解
によりＨＯＲ³ なるアルコールが遊離され、一般式
（Ｉ）の化合物は、相当するシラノール：

【００３９】

【化３】

【００４０】になる。シラノールは、速やかに脱水縮合
が進み、オリゴマーになる。従って、この反応が十分に
進むように、加水分解後、１〜２４時間放置（養生）さ
せてもよい。これら組成物を使用した場合、硬度を上げ
るためにゾルを添加してもよい。また、塗布時における
流れ性を向上させ、硬化膜の平滑性を向上させるため
に、例えば、水、低級アルコール、アセトン、エーテ
ル、ケトン、エステルなど各種の溶媒を使用することが
可能である。

【００４１】上記したゾルとしては、例えば、酸化亜
鉛、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタニウム、
酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化ベリリウム、酸化ア
ンチモン、酸化タングステン、酸化セリウム等を使用す
ることができ、これらを単独で使用するだけでなく、必
要に応じて２種以上を混合して使用することも可能であ
る。また、酸化スズと酸化タングステンの複合ゾル又は
固溶体もしくはその混合物等の無機微粒子のゾルが使用
可能である。好ましくは、酸化スズ微粒子を核とし、そ
の表面を酸化スズと酸化タングステンの複合ゾルで被覆
した変性ゾルがよい。

【００４２】この変性ゾルは、「酸化スズ（ゾル）のコ
ロイド粒子を核に、その周囲を酸化スズ−酸化タング
ステン複合体（ゾル）のコロイド粒子が完全に又は不
完全に取り囲んだ、二重構造を持つコロイド粒子」が分
散媒中にコロイド状に分散したものである。核となる酸
化スズのコロイド粒子の粒径は、一般に４〜５０ｎｍ
である。周囲を取り囲む複合体のコロイド粒子の粒径
は、一般に２〜７ｎｍである。核となる酸化スズ粒子
は、正に帯電している。そのため、これをそのまま一般
式（Ｉ）で表わされる成分に混合すると、一般式（Ｉ）
の分子は、−ＳｉＯ− Ｈ+ に由来して、負の電荷を持
つので、凝集（ゲル化）する。それに対して、複合体粒
子は、負に帯電している。そのため、これを一般式
（Ｉ）と混合しても凝集しない。

【００４３】酸化スズ−酸化タングステン複合体ゾル
は、一般には、タングステン酸ナトリウム水溶液をイオ
ン交換して製造したタングステン酸水溶液に、スズ酸ナ
トリウム水溶液を室温にて強撹拌下に加えることによっ
て製造される。複合体ゾルのＷＯ₃ ／ＳｎＯ₂ の重量
比は、一般に０．５〜１００である。０．５より小さく
ても、１００より大きくても本発明のコーティング組成
物を調製して塗膜を形成したとき、性能の劣った塗膜し
か得られない。

【００４４】変性ゾルは、酸化スズの水性ゾルの「Ｓ
ｎＯ₂換算で１００重量部」に対して、複合体の水性
ゾルを「ＷＯ₃とＳｎＯ₂の合計重量換算で２〜１００重
量部」を室温下、強撹拌下に加えることによって製造さ
れる。この場合も、２重量部より少なくても、１００重
量部より多くても本発明のコーティング組成物を調製し
て塗膜を形成したとき、性能の劣った塗膜しか得られな
い。

【００４５】変性ゾルの二重構造コロイド粒子の粒径
は、一般に４．５〜６０ｎｍである。酸化スズの水性
ゾルに複合体の水性ゾルを混合すると、酸化スズの
粒子と複合体の粒子とは、化学的に結合するものと推
定される。そのため、製造された変性ゾルは、安定に存
在するものと推定される。また特に、酸化チタニウム、
酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化セリウム、酸
化ジルコニウム、酸化スズを使用した場合には、組成物
の屈折率を高くすることができる。本発明は、このよう
な高屈折率成分を使用した際に、特に優れた効果を発揮
することができる。またこれらのゾルは、複数の酸化物
が混じり合いこれらの酸化物とは異なる結晶構造を形成
した固溶体の状態でもよい。

【００４６】分散媒としては、水、アルコールその他の
有機溶媒が使用される。ゾルには、有機アミンその他の
安定剤を添加することが好ましい。ゾルの粒子径は、１
〜２００ｎｍ、特に５〜１００ｎｍのものが好ましい。
１ｎｍより小さいと製造が困難であり、ゾル自身の安定
性も悪く、かつ効果も小さくなってしまう。また２００
ｎｍより大きいとコーティング組成物の安定性、塗膜の
透明性、平滑性などが低下してしまう。

【００４７】以上の成分の他に更に必要に応じて、例え
ば、塗布される側の基材（成形物）との接着性改良を目
的として、或いは、コーティング組成物の安定性を向上
させる目的で、各種添加剤を併用してもよい。添加剤の
例としては、ｐＨ調節剤、粘度調節剤、レベリング剤、
つや消し剤、安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などが
ある。

【００４８】塗布時におけるフローを向上させ、塗膜の
平滑性を向上させて塗膜表面の摩擦係数を低下させる目
的で、各種の界面活性剤をコーティング組成物に併用す
ることも可能であり、特に、ジメチルシロキサンとアル
キレンオキシドとのブロックまたはグラフト共重合体、
さらにはフッ素系界面活性剤などが有効である。その塗
布方法は、刷毛塗り、浸漬、ロール塗り、スプレー塗
装、流し塗り等、通常の塗布法を用いることができる。
この際、塗布条件は、主としてプライマー層を形成する
プライマー組成物の性質によって決定される。

【００４９】反応を促進し、低温で硬化させるために、
下記のような硬化触媒を用いることができる。（１）アミン類：モノエタノールアミン、ジエタノール
アミン、イソプロパノールアミン、エチレンジアミン、
イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、モルホリ
ン、トリエタノールアミン、ジアミノプロパン、アミノ
エチルエタノールアミン、ジシアンジアミド、トリエチ
レンジアミン、２−エチル−４−メチルイミダゾール。

【００５０】（２）各種金属錯化合物：一般式：ＡｌＸn Ｙ_3-n （但し、式中、ＸはＯＬ（Ｌは低級アルキル基）、Ｙは
一般式Ｍ₁ ＣＯＣＨ₂ ＣＯＭ₂ （Ｍ₁ 、Ｍ₂ は低級アル
キル基）及びＭ₁ ＣＯＣＨ₂ ＣＯＯＭ₂ に由来する配位
子から選ばれる少くとも１つで、ｎは０又は１又は２で
ある）で示されるアルミニウムキレート化合物。

【００５１】特に有用なキレート化合物としては、溶解
性、安定性、触媒硬化の観点から、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
ートモノアセチルアセトネート、アルミニウム−ジ−ｎ
−ブトキシド−モノエチルアセトアセテート、アルミニ
ウム−ジ−ｉｓｏ−プロポキシド−モノメチルアセトア
セテートなどである。

【００５２】その他、クロムアセチルアセトネート、チ
タニルアセチルアセトネート、コバルトアセチルアセト
ネート、鉄アセチルアセトネート、マンガンアセチルア
セトネート、ニッケルアセチルアセトネート、ＥＤＴ
Ａ、さらには、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｔｉの錯化合
物。（３）金属アルコキシド：アルミニウムトリエトキシ
ド、アルミニウムトリ−ｎ−プロポキシド、アルミニウ
ムトリ−ｎ−ブトキシド、テトラエトキチタン、テトラ
−ｎ−ブトキシチタン、テトラ−ｉ−プロポキシチタ
ン。

【００５３】（４）有機金属塩：酢酸ナトリウム、ナフ
テン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オ
クチル酸スズ。（５）過塩素酸塩：過塩素酸マグネシウム、過塩素酸ア
ンモニウム。（６）有機酸又はその無水物：マロン酸、コハク酸、酒
石酸、アジピン酸、アゼライン酸、マレイン酸、o−フ
タル酸、テレフタル酸、フマル酸、イタコン酸、オキザ
ロ酢酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水イタコン
酸、１，２−ジメチルマレイン酸無水物、無水フタル
酸、ヘキサヒドロフタル酸無水物、無水ナフタル酸。

【００５４】（７）ルイス酸：塩化第二鉄、塩化アルミ
ニウム。（８）ハロゲン化金属：塩化第一スズ、塩化第二スズ、
臭化スズ、塩化亜鉛、臭化亜鉛、四塩化チタン、臭化チ
タン、臭化タリウム、塩化ゲルマニウム、塩化ハフニウ
ム、塩化鉛、臭化鉛。

【００５５】以上の触媒は、単独で使用しても２種以上
混合して使用してもよい。上記のようにして形成される
本発明の着色プラスチックレンズは、レンズ基材の厚さ
数ｍｍに対して、顔料分散樹脂塗膜の膜厚は数μｍ、コ
ーティング膜（例えば、ハードコート膜）の膜厚は２μ
ｍ程度である。顔料分散樹脂塗膜とコーティング膜は、
レンズのいずれの面に設けてもよい。例えば、レンズの
一方の面、例えば、接眼側片面に形成してもよいし、両
面に形成してもよい。

【００５６】ハードコート膜としては、前記したような
ものの他にＣＶＤ法により形成することも可能である。
材料としては、Ｓｉ及び／またはＴｉを含む化合物が挙
げられ、具体的にはテトラメトキシシラン、ジメトキシ
シラン、メチルメトキシシラン、テトラメトキシシラ
ン、テトラメトキシチタン、テトラ−ｎ−ブトキシチタ
ン、テトラジエチルアミノチタンなどである。ＣＶＤ法
によるハードコート膜の膜厚は０．４μｍより厚く５μ
ｍよりも薄い膜厚を有するものである。ＣＶＤによりハ
ードコート膜を形成することにより、レンズ基材表面形
状によらずハードコート膜を形成することが可能とな
る。また、浸漬染色方法によらないので、一度に大量の
レンズにハードコート膜を形成することができ、耐久性
を有する染色レンズの製造が容易になる。

【００５７】また、本発明の着色されたプラスチックレ
ンズは、さらに必要に応じて無機酸化物からなる反射防
止膜や撥水膜を形成することができる。撥水膜を形成す
る材料としては、フルオロアルキル基を含有するシラザ
ン化合物が好ましい。このシラザン化合物中のアミノ基
は１〜３官能のものが使用可能である。また置換基材と
してアルコキシ基を有するものも使用可能である。撥水
膜を設けることによりより様々な環境下での使用に耐え
得る染色レンズが得られる。

【００５８】本発明の着色されたプラスチックレンズに
おいては、顔料分散樹脂塗膜をレンズ表面上に形成する
ものであり、従来のように基材中に含浸させるものでは
ないため、染色のバラツキがなく、均一且つ安定した着
色が可能である。更に、長時間の使用による色ヌケが生
じることもない。また、顔料分散樹脂層の上に、コーテ
ィング膜としてハードコート膜を形成する際に、シリコ
ン樹脂等のハードコート液に浸漬しても、ハードコート
液中に染料が溶け出すことがない。

【００５９】以下、本発明の実施例について説明する。

【００６０】

【実施例１】（１−１）プライマー組成物の調製市販のブチラール化度７０％、重合度７００のポリビニ
ルブチラール樹脂（和光純薬工業（株）製）７０重量部
をｎ−ブタノール６３０重量部に溶解し、メタノール４
００重量部、水１００重量部と、架橋剤としてテトラメ
トキシシラン４．２重量部、グルタルアルデヒド５０％
水溶液１．１重量部と、硬化触媒としてｐ−トルエンス
ルホン酸１．２重量部と、レベリング剤としてフッ素系
界面活性剤フロラードＦＣ４３０（住友スリーエム
（株）製）１重量部を順次加え、この混合物が均一状態
になるまで十分に攪拌した後、３μｍのメンブランフィ
ルターで濾過しプライマー組成物を調製した。その後、
このプライマー溶液中に、カーボンブラックを２ｇ分散
させた。

【００６１】（１−２）顔料分散プライマー組成物の塗
布および硬化度数が−４．００ジオプタで、中心厚が１．０ｍｍのＣ
Ｒ−３９眼鏡用プラスチックレンズを、前処理として６
０℃の１０％ＮａＯＨ水溶液に５分間浸し、温水で洗浄
後乾燥した。このプラスチックレンズの両面上にディッ
ピング法（引き上げ速度１００ｃｍ／ｍｉｎ）にて（１
−１）で調製したプライマー組成物を塗布し、塗布した
プラスチックレンズを１００℃で１５分間加熱処理して
プライマーを硬化させた。

【００６２】（１−３）シリコン系ハードコート液の調
製回転子を備えた反応容器中に、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン１８０重量部を仕込み、マグネチ
ックスターラーを用いて激しく攪拌しながら，０．０１
規定塩酸水溶液４０重量部を一度に添加し、１時間加水
分解を続け、部分的に縮合した加水分解物を得た。

【００６３】上記の加水分解物に市販のメタノールシリ
カゾル（日産化学（株）製、平均粒子径１０〜２０ｎ
ｍ）を６３０重量部と、硬化触媒としてアセチルアセト
ン鉄（II）４重量部と、レベリング剤としてフロラード
ＦＣ４３０を０．４５重量部添加し、十分に攪拌混合し
た後、３μｍのメンブランフィルターで濾過しハードコ
ート液を調製した。

【００６４】（１−４）シリコン系ハードコート液の塗
布および硬化（１−２）で得られたプライマー層を有するプラスチッ
クレンズの両面に、（１−３）で得られたシリコン系ハ
ードコート液をディッピング法（引き上げ速度１００ｃ
ｍ／ｍｉｎ）にて塗布した。塗布したレンズを１００℃
で４時間加熱処理してハードコート層を硬化させた。

【００６５】（１−５）反射防止膜の形成（１−４）で得られたプライマー層およびハードコート
層を有するプラスチックレンズの両面に、ＳｉＯ₂／Ｚ
ｒＯ₂系の５層反射防止膜を真空蒸着法により形成させ
た。（１−６）複合膜を有するプラスチックレンズの性能評
価図１に、シリコン樹脂硬化膜形成前のレンズの分光透過
率曲線１とシリコン樹脂硬化膜形成後のレンズの分光透
過率曲線２を示す。

【００６６】着色されたプラスチックレンズの視感透過
率は、４７％で、均一かつ透明性の高いレンズが得られ
た。シリコン樹脂硬化膜を施しても、色調も視感透過率
も変化がなく、シリコン樹脂を施す前後での色差は、
０．２であった。

【００６７】

【実施例２】（２−１）プライマー組成物の調製実施例１で用いたのと同じポリビニルアセタール樹脂プ
ライマー４０ｇと界面活性剤０．２ｇからなるビヒクル
にジアントラキノリルレッドを４ｇ分散させた。

【００６８】（２−２）顔料分散プライマー組成物の塗
布および硬化度数が−４．００ジオプタで、中心厚が１．０ｍｍのＣ
Ｒ−３９眼鏡用プラスチックレンズを、前処理として６
０℃の１０％ＮａＯＨ水溶液に５分間浸し、温水で洗浄
後乾燥した。このプラスチックレンズの凹面上にスピン
コート法（１，５００ＲＰＭ）にて（２−１）で調製し
たプライマー組成物を塗布し、１００℃で１５分間加熱
処理してプライマーを硬化させた。

【００６９】（２−３）シリコン系ハードコート液の塗
布および硬化（２−２）で得られたプライマー層を有するプラスチッ
クレンズの両面に、（１−３）で得られたシリコン系ハ
ードコート液をディッピング法（引き上げ速度１００ｃ
ｍ／ｍｉｎ）にて塗布した。塗布したレンズを１００℃
で４時間加熱処理してハードコート層を硬化させた。

【００７０】（２−４）反射防止膜の形成（２−３）で得られたプライマー層およびハードコート
層を有するプラスチックレンズの両面に、ＳｉＯ₂／Ｚ
ｒＯ₂系の５層反射防止膜を真空蒸着法により形成させ
た。（２−５）複合膜を有するプラスチックレンズの性能評
価図２に、シリコン樹脂硬化膜形成前のレンズの分光透過
率曲線３とシリコン樹脂硬化膜形成後のレンズの分光透
過率曲線４を示す。

【００７１】着色されたプラスチックレンズの視感透過
率は、７０％で、均一かつ透明性の高いレンズが得られ
た。シリコン樹脂硬化膜を施しても、色調も視感透過率
も変化がなく、シリコン樹脂を施す前後での色差は、
０．１であった。〔比較例〕分散染料ＫＰＲＤＲＥＤ３０６（三井東
圧化学（株）製）を界面活性剤と共に水に分散させた染
色液を加熱し、この中に、実施例１で用いたのと同じプ
ラスチックレンズ成形物を約１０分間浸漬した。その結
果、視感透過率５６％に着色した。このレンズを実施例
１で用いたのと同じポリビニルアセタール樹脂系プライ
マーのビヒクルに浸漬し、加熱硬化後、シリコン樹脂液
に浸漬したところ、シリコン樹脂液に染料が滲み出すの
が観察された。

【００７２】図３に、染料によって着色後ポリビニルア
セタール樹脂層形成前の分光透過率曲線５、ポリビニル
アセタール樹脂層形成後シリコン樹脂層形成前の分光透
過率曲線６、シリコン樹脂形成後の分光透過率曲線７を
示す。シリコン樹脂液に浸漬することによって、視感透
過率は６６％となり、シリコン樹脂を施す前後での色差
は１９．２４となり、激しい色ヌケを生じた。

【００７３】

【発明の効果】本発明のプラスチックレンズの着色は、
ポリビニルアセタールを有するプライマー組成物に顔料
を添加した顔料分散樹脂塗膜をレンズ表面に形成するも
のであるため、耐候性及び耐光性が優れ、耐衝撃性も兼
ね備えた着色プラスチックレンズが得られる。更に、顔
料分散樹脂塗膜の上にシリコン樹脂層等のハードコート
膜を形成する際に、レンズ基材をハードコート液に浸漬
しても、顔料がハードコート液中に滲み出すことがない
ので、色ヌケによるハード加工後の色調の変化やハード
コート液が着色されてしまうことがない。そのため、ハ
ードコート膜により耐擦傷性も向上した、耐久性に優れ
た染色レンズを再現性よく効率的に製造することができ
る。

【００７４】従って、ファッション性に優れた着色レン
ズを様々な使用環境下で使用することが更に可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施例１により製造された着色プラスチッ
クレンズの分光透過率曲線を示すグラフである。

【図２】は、実施例２により製造された着色プラスチッ
クレンズの分光透過率曲線を示すグラフである。

【図３】は、比較例により製造された着色プラスチック
レンズの分光透過率曲線を示すグラフである。

【符号の説明】

１・・・・シリコン樹脂硬化膜形成前のレンズの分光透
過率曲線２・・・・シリコン樹脂硬化膜形成後のレンズの分光透
過率曲線３・・・・シリコン樹脂硬化膜形成前のレンズの分光透
過率曲線４・・・・シリコン樹脂硬化膜形成後のレンズの分光透
過率曲線５・・・・染料によって着色後ポリビニルアセタール樹
脂層形成前のレンズの分光透過率曲線６・・・・ポリビニルアセタール樹脂層形成後シリコン
樹脂層形成前のレンズの分光透過率曲線７・・・・シリコン樹脂硬化膜形成後のレンズの分光透
過率曲線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０２Ｂ 7/02 Ｇ０２Ｂ 7/02 // Ｄ０６Ｐ 5/00 Ｄ０６Ｐ 5/00 Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックレンズ基材と、該プラスチ
ックレンズ基材上に形成された顔料及びポリビニルアセ
タールを主成分とする塗膜を有することを特徴とする着
色されたプラスチックレンズ。
【請求項２】前記塗膜上に前記塗膜とは異なる材料を
主成分とするコーティング膜が形成されていることを特
許とする請求項１記載のプラスチックレンズ。
【請求項３】前記ポリビニルアセタールが下記２種類
の化合物を架橋剤とした反応生成物よりなることを特徴
とする請求項１、２記載のプラスチックレンズ。イ）加水分解性オルガノシラン化合物ロ）ジアルデヒド化合物またはジアルデヒドのアセター
ル化合物
【請求項４】前記塗膜の膜厚が約０．１〜５μｍであ
ることを特徴とする請求項１、２、３記載のプラスチッ
クレンズ。