JPS6116042B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、有機のハードコート層と有機の反射
防止層とを持つ比較的高い屈曲率の合成樹脂製レ
ンズに関する。

合成樹脂製レンズは、軽い、割れにくい、染色
ができる等の長所を持ち、無機ガラスレンズにか
わつて広く使われるようになつてきた。特に、眼
鏡レンズには、割れにくい、という安全性上の理
由で多用されるようになつてきた。

合成樹脂レンズのレンズ素材としては、ジエチ
レングリコールビスアリルカーボネートが古くか
ら使用されてきた。これは、樹脂自体の耐擦傷性
が比較的高い為である。しかし、無機物質（例え
ば二酸化硅素）による表面硬化処理技術及び合成
樹脂塗膜による表面硬化処理技術の近年における
進歩により、樹脂自体の耐擦傷性は合成樹脂レン
ズの素材が備えるべき不可欠な特性でなくなり、
より広汎な合成樹脂をレンズ素材に用いられるよ
うになつてきた。

無機物質による合成樹脂レンズの表面硬化処理
は、レンズ表面に二酸化硅素やガラスの硬質物質
を、真空蒸着法、スパツタリング法、CVD法等
でコートする方法であり、普通は、そのハードコ
ート層上にさらに反射防止層を設けることが多
い。従つて、レンズの光透過率、耐擦傷性は相当
改善されるが、レンズが割れ易くなる。染色が出
来なくなるという欠点が生じる。

他方、合成樹脂塗膜によるレンズの表面硬化処
理は、レンズ表面に硬質の合成樹脂を塗布し硬化
させる方法で、表面の耐擦傷性は大幅に改善され
染色が可能な場合が多く、レンズが割れ易くなる
ということも少ない。しかし、反射防止効果を持
たせることが困難であつた。

本発明は、かかる欠点を除去したものであり、
比較的屈折率の高い樹脂（屈折率は約1.6）の上
に、それに近い屈折率（屈折率1.55から1.65）を
持つ合成樹脂の比較的厚い（膜厚１から20μｍ）
層をハードコート層として設け、さらにその上に
比較的低い屈折率（屈折率1.48から1.40）を持つ
合成樹脂の薄い層（光学的膜厚が100から
200nm）を設けることにより、レンズ素材の耐衝
撃性を保持しつつ、表面の耐擦傷性を高め、反射
防止効果を持たせたものである。

本発明において用いた光学レンズ用の樹脂は、
スチレンを30から50重量部と２，２ビス（４−メ
タクロルオキシエトキシ−３，５−ジブロムフエ
ニル）プロパンを40から70重量部と、紫外線吸収
剤を0.01から2.0重量部とを含むモノマーの混合
液をラジカル重合させて作つたものである。レン
ズの形状にするには、ガスケツトとガラス型を用
いて作つたレンズ形状の空間にこのモノマーを満
たし、ラジカル重合させるか、重合した樹脂をレ
ンズ形状に研削、研摩すればよい。この樹脂の加
工性は非常によい。本発明で用いたこの合成樹脂
は1.58から1.61の比較的高い屈折率を有する為、
屈折率1.48から1.40程度の屈折率の合成樹脂の層
を樹脂表面に設けると、2.6％から4.5％程度樹脂
表面の反射を下げることができる。ジエチレング
リコールビスアリルカーボネート樹脂のような屈
折率の低い樹脂（屈折率1.50）に前述の屈折率を
持つ合成樹脂層を設けても、レンズ表面の反射は
0.5％から2.2％程度しか少なくならない。低い屈
折率のレンズに効果的な反射防止コートを設ける
には、今述べた通り単層コートでは困難で、屈折
率の異なる二層以上からなる反射防止コートが必
要になる。しかし、二層以上からなる反射防止膜
では、その各層の膜厚管理が、単層の反射防止膜
に較べてはるかに厳密になるので合成樹脂で二層
以上からなる反射防止コートを行なうのはむずか
しい。単層の反射防止コートは、膜厚が多少ばら
ついても、反射防止効果にあまり変化がないの
で、合成樹脂を用いて単層の反射防止コートを行
なうのは容易である。本発明において、比較的高
い屈折率を持つ合成樹脂を用いたのはこの為であ
る。

本発明における単層の反射防止層においては、
反射防止層の屈折率が√1.60＝1.26に近い方が、
設計波長における反射率が小さくなる。また、反
射防止層の膜厚は、光学的膜厚でλ_０／４（λ_０は設 計波長であり、400nmから800nmの間の値をと
る）あると、良好な反射防止効果が得られる。反
射防止層には、従つて、屈折率の低い合成樹脂を
用いる必要がある。本発明においては、アルコキ
シシラン又は／及びカーボンフアンクシヨナルポ
リオルガノシロキサン又は／及び含フツソ樹脂単
量体を主成分とする合成樹脂を用いた。これらの
樹脂は、屈折率が1.48から1.40程度を低く、かつ
高い耐擦傷性を持つ。

アルコキシシランとしては、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、テトラブトキシシラン、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、エチルトリメトキシシラン、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
ルトリブドキシシラン、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、ジメチルジブトキシシラン、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
メメトキシシラン、メチルプロピルジエトキシシ
ラン等がある。

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
マ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−グリシド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
がある。

また、含フツ素樹脂単量体としては、ポリテト
ラフルオロエチレン、１，１−ジヒドロパーフル
オロヘキシルアクリレート、１，１−ジヒドロパ
−フルオロブチルアクリレート、クロロトリフル
オロエチレン、トリフルオロイソプロピルメタク
リレイト等がある。

本発明においては、前述の反射防止層を合成樹
脂製レンズ上に設けるに先立ち、合成樹脂のハー
ドコート層を本発明の合成樹脂製レンズ上に設け
る。このハードコート層の目的は、レンズの表面
の耐擦傷性を改善すると共に、比較的染色しづら
い本発明に用いた合成樹脂の染色性を改善し、か
つ、ハードコート層上に設けられる反射防止層の
反射防止効果に悪影響を与えないことである。

この為、本発明のハードコート層には、屈折率
が1.55から1.65と比較的合成樹脂レンズの屈折率
に近い屈折率を持つ合成樹脂を用いている。ま
た、膜厚も１から20μｍと耐擦傷性を改善するの
に十分な厚みを持たせてある。

このハードコート層に用いる合成樹脂の一つは
一般式 で表わされる樹脂を主成分とした合成樹脂であり
他の一つは、金属アルコキシドを主成分とする合
成樹脂である。

金属アルコキシドとしては、一般式 Ｍ（OR）m′，Ｍ（OR₁）m′R₂（n′−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）、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′＝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、ブチル基、ベンジル基等がある。

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。

ハードコート層は、上述の物質と不乾性油、ア
ルキツド樹脂、OH基又はNR₂基又は−Ｃ−NR₂
基含有アクリレート又はメタクリレート樹脂、多
価カルボン酸、変性ポリアルキレングリコール、
二重結合を有する酸、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等の一種
又は二種以上とを混ぜ、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て作る。

ハードコート層、反射防止層の塗布には、デイ
ツピング法、スピンナー法等が用いられる。また
硬化は、加熱、紫外線照射、放射線照射等により
行なう。

以下実施例により、具体的に本発明を説明す
る。

実施例 １ スチレン37重量部、２，２−ビス（４メタクロ
ルオキシエトキシ−３，５−ジブロムフエニル）
プロパン58重量部、ジエチレングリコールビスア
リルカーボネート３重量部、紫外績吸収剤２−
（2′−ヒドロキシ−5′−メチル−フエニル）ベン
ゾトリアゾール0.2重量部に重合開始剤を加えて
混合攬拌した液を、ガスケツトと２枚のガラス型
で作られるレンズ形状の空間に注入し、加熱重合
硬化してレンズを作つた。このレンズの屈折率は
1.595であつた。

このレンズ上に、ヘキサメトキシメチロールメ
ラミン60重量部、ヒタロイド2400（日立化成商品
名）40重量部、Ｐ−トルエンスルホン酸0.7重量
部、エチルセロソルブ200重量部の混合液をデイ
ツピング法で塗布し、130℃で４時間加熱硬化し
た。この塗膜の厚みは約３μｍで、耐擦傷性は上
述のレンズ素材に較べ格段に向上した。ハードコ
ート層の屈折率は1.58だつた。

このハードコート層上に、さらに、γ−メタク
リロオキシプロピルトリメトキシシラン50重量部
とメタクリル酸トリフルオロエチル50重量部を過
酸化ベンゾイル１重量部を触媒として50℃で
100cpまで共重合した液をエチルセロソルブで10
分の１に希釈した後、デイツピング法で塗布し
130℃で２時間硬化した。この層の屈折率は、
1.43で光学的膜厚は140nmであつた。このレンズ
の一つの面の分光反射率特性は第２図２１の通り
であつた。レンズ表面の反射率は、生地の場合の
３分の１程度に減つていることがわかる。干渉色
はマゼンタであつた。

また、耐擦傷性も生地に較べ格段によくなり、
100ｇの加重をかけたスチールウルで1000回こす
つても傷が付かなかつた。生地は、一回こすつた
だけで傷がついた。

実施例 ２ 実施例１と同じレンズ生地の上に、テトラブト
キシジルコニウム50重量部と２−ヒドロキシエチ
ルメタクリレートを過酸化ベンゾイルで200cpま
で予備重合したもの50重量部との混合液を３倍の
エチルセロソルプで希釈しパラトルエンスルホン
酸１重量部を加えた液をデイツピングで塗布し
130℃で４時間加熱硬化した。このハードコート
層の屈曲率は1.60で、膜厚は10μｍであつた。こ
のハードコート層上に、さらにγ−グリシドオキ
シプロピルトリメトキシシラン30重量部とテトラ
エトキシシラン70重量部をイソプロピルアルコー
ル500部に溶かしギ酸１部を加えて加水分解さ
せ、さらに２日間熟成させた液をスピンナーで塗
布した後、130℃で２時間硬化した。この反射防
止層の屈折率は1.47で、レンズの分光反射率特性
は第３図３１の通りであつた。また、耐擦傷性は
実施例１のものよりもさらに良好であつた。ま
た、分散染料を用いて容易に染色することもでき
た。

また、実施例１と２のどちらのレンズも、耐衝
撃性は、生地の時とかわらなかつた。

以上みてきたように、本発明による有機のハー
ドコート層と有機の単層の反射防止層とを持つ屈
折率の比較的高い合成樹脂製レンズは、耐擦傷性
耐衝撃性が高く、かつ薄く、加工し易く、表面反
射の少ないすぐれた特性を有するレンズであり、
特に眼鏡レンズに適したレンズである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の合成樹脂レンズの膜構成で
あり、１１は合成樹脂レンズ基板、１２は有機の
ハードコート層、１３は有機の反射防止層であ
る。第２図は、実施例１のレンズの分光反射率特
性２１を示す。第３図は、実施例２のレンズの分
光反射率特性３１を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スチレンを30から50重量部と２，２ビス（４
   −メタクロルオキシエトキシ−３，５−ジブロム
   フエニル）プロパンを40から70重量部と、紫外線
   吸収剤を0.01から2.0重量部とを主成分とし含む
   モノマーの混合液をラジカル重合させて作つた合
   成樹脂製レンズ表面に、屈折率1.55から1.65で膜
   厚１から20μｍの合成樹脂のハードコート層を設
   け、このハードコート層上に屈折率1.48から1.40
   で光学的膜厚が100から200nmの合成樹脂の反射
   防止層を設けたことを特徴とする合成樹脂製レン
   ズ。 ２ ハードコート層に、一般式〔〕を主成分 とする合成樹脂を用いた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。 ３ ハードコート層に、金属アルコキシドを主成
   分とする合成樹脂を用いた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。 ４ 反射防止層として、アルコキシシラン又は／
   及びカーボンフアンクシヨナルポリオルガノシロ
   キサン又は／及び含フツソ樹脂単量体を主成分と
   する合成樹脂を用いたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の合成樹
   脂製レンズ。