JPS6271901A - 染色硬化表面層を有する合成樹脂レンズの製造法 - Google Patents

染色硬化表面層を有する合成樹脂レンズの製造法

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JPS6271901A
JPS6271901A JP60210948A JP21094885A JPS6271901A JP S6271901 A JPS6271901 A JP S6271901A JP 60210948 A JP60210948 A JP 60210948A JP 21094885 A JP21094885 A JP 21094885A JP S6271901 A JPS6271901 A JP S6271901A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、優れた染色硬化表面層を有する合成樹脂レン
ズの製造法に関する。
〔従来の技術〕
近年の眼鏡業界におけるプラスチノクレ/ズの普及は目
覚ましく、耐衝撃性、加工性、軽量性、染色性、透明性
、均質性に優れた高屈折率のプラスチックレンズが得ら
れている。しかし、ガラスレンズに比べるとその表面の
硬度、耐摩耗性が劣る。
これらの欠点を改良するため、プラスチックレンズの表
面に硬度の優れた物質をコーティングする方法が、多数
提案開発されているが、これらはプラスチックレンズの
大きな特長の一つである染色性を損なうものが多かった
コーテイング膜に染色性を付与するために、例えば特公
昭57−42665号公報のように、エポキシ含有トリ
アルコキシシランの加水分解物に、不飽和又は飽和多価
カルボン酸又はその酸無水物を添加したもの、或いは特
開昭57−131266号公報のように、コロイダルシ
リカとトリアルコキシシランの加水分解物との分散液に
非イオン界面活性剤を添加したものなどが提案されてい
るが、これらのようにシリコーン樹脂成分に異種の成分
を添加したのでは、膜の骨格を形成するシロキサン結合
部に欠損が生じ、膜の硬度が充分であると言えない。
その他、特開昭53−111336号公報に示されてい
るエポキシ含有アルコキシシランの加水分解物に粒状シ
リカを分散させたものなど、幾つか染色性を付与したコ
ーテイング膜が提案されているが、それらは染色後にお
いて膜硬度が低下するものが多く、実用上充分とは言え
ない。
染色可能なコーテイング膜は、実用上充分な膜硬度を有
し、染色の前後において膜硬度、密着性などの膜性能が
全く変化しないか、或いはその変化が最小限に押さえら
れているものでなシナればならないが、未だこのような
コーテイング膜は得られていない。
叙述のとおり、一般に染色性をFiiなうことなく表面
硬度、耐摩耗性を高めることは困難なことであり、未だ
に両者を充分に満足させ得るコーテイング膜は実用化さ
れていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らは、表面硬度、耐摩耗性、柔軟性等に優れる
と共に濃く均一に多種の色に染まった硬化表面層を有す
る合成(封脂レンズを得るべく鋭!研究を重ねた結果、
本発明をなすに至った。
〔問題点を解決するための手段〕
即ち、本発明は、シリコーン系化合物による有機ハード
コート膜が、一般式(1) %式%)(1) (但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基、R2は炭素
数1〜4のアルキル基、−CH= CR2、NR2、−
CH2CH2CH1NHCH2CH2NHλ から選ば
れる有機基である。〕 で示されるアルコキシシランの少なくとも1種のの加水
分解縮合物、又は上記アルコキシシランの少なくとも1
種と一般式(2) %式% 〔但し、R3は炭素数1〜4のアルキル基である〕で示
されるアルコキシシラン若しくはコロイダルシリカとの
加水分解縮合物を主成分とするものであり、硬化剤の量
が前記主成分有機ケイ素化合物の加水分解物を硬化する
に足る量である樹脂組成物で表面被覆された合成樹脂レ
ンズを、0.001〜5重量%の濃度のカチオン染料の
染浴を用いて40〜100℃の温度で染色することを特
徴とする染色硬化表面層を有する合成樹脂レンズの製造
法に関するもである。
本発明における一般式(1)で示されるアルコキシシラ
ンとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ビニルトリ
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、T−グリシドキシプロビルトリエトキシシラ
ン、T〜メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
フェニルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
N−(β−アミノエチル)−T−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、T−クロロプロピルトリメトキシシラン
、T−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、T−ク
ロロプロピルトリメトキシシラン、T−メルカプトプロ
ピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。
一般式(2)で示される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等を挙げる
ことができる。
コロイダルシリカとしては水分散又はアルコール分散の
粒径が511+μ〜30 mμ程度のものが好ましい。
これらのアルコキシシラン又はコロイダルシリカを加水
分解するための酸としては、塩酸、酢酸が好ましい。
アルコキシシラン又はコロイダルシリカのコーテイング
液に用いられる硬化剤としては、イミダゾール誘導体な
どもあるが、アセチルアセトン金胛塩が特に効果的であ
る。
その添加量は、コロイダルシリカとアルコキシシランと
の有段ケイ素化合物の加水分解物を硬化するに足る量、
例えばコロイダルシリカ(Si ○2換算)、アルコキ
ンシラン等の加水分解物の合計1モルに対して1〜10
gである。
コーテイング液に使用される溶媒としては、低級アルコ
ール、エステル、エーテル、ケトン等が挙げられるが、
特にイソプロピルアルコール、ブタノール、メ・チルセ
ロフルブ等が好ましい。
コーテイング液には、塗膜の平滑性を向上させる目的で
、シリコーン系界面活性剤を添加することもできる。さ
らに耐候性の向上或いは塗膜の劣化防止の目的で、紫外
線吸収剤、酸化防止剤等を添加することも可能である。
又、基板(プラスチックレンズ)との密着性、物性の向
上などの実用性を改善する目的で、各種添加剤を加える
こともできる。
又、一般にコーテイング液のpHの安定化のためや触媒
としても使われている酢酸ナトリウムの添加は好ましく
ない。その理由は酢酸ナトリウムはコーティング組成物
を塗布、硬化後、膜表面に向って析出し易く、草着物質
の膜形成に悪Y響を及ぼし、又蒸着前に手拭や洗浄など
でレンズ面をきれいにしておいても、真空時又は加熱時
に析出し同様に悪影響を及ぼすからである。
上で得られた組成物は次いで一般に用いられる浸漬引き
上げ法(ディッピング法)、スピンコーター法、ロール
コータ−法、スプレー法等によりプラスチックレンズ上
に塗布される。
プラスチックレンズ上に生布された組成物の硬化は、主
として加熱処理することによって行われる。加熱温度は
広範囲とすることが可能であるが、好ましくは40〜1
50 ℃、特に好ましくは80〜120℃である。加熱
時間は1〜4時間又はそれ以上かけることが良好な結果
を与える。
加熱硬化処理によって得られた有機ハードコート膜は、
耐摩耗性(硬度)に覆れていると共に可撓性(柔軟性)
、耐熱性、耐薬品(耐アルカリ)性にも優れている。
コーテイング液を塗布する前に、プラスチックレンズを
アルカリ処理、プラズマ処理又は紫外線照射処理などに
よって前処理するのが好ましい。
上記のような有機ハードコート膜が施される基材として
は、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート重合
体(CR−39)、ポリメチルメタクリレート (PM
MA) 、ポリカーボネート、ポリスチレン等のプラス
チックレンズを挙げることができる。
本発明で用いるカチオン染料としては、所謂カチオン染
料と言われるものは総て用い得る。カチオン染料は、塩
基性染料中特にアクリル繊維に対し染色性、堅牢度の優
れるものを一般にカチオン染料と云う名で区別して呼ば
れているものであり、そのオニウム基と発色共鳴系が共
役しているかどうかにより兵役型と絶縁型に大別されて
いる。
(a)  共役型は、陽電荷が色素母体の全体に分布し
ているもので、第四級アンモニウム基が共役二重結合の
連鎖の中に含まれている。
(例) 従来の塩基性染料も含めカチオン染料の大部分がこのグ
ループに属し、鮮麗な色相と高い着色力が特長である。
(bl  絶縁型は、陽電荷が色素母体の局部に偏在し
ているもので、分散染料の末端に第四級アンモ造である
色調は分散染料に近似しており、淡色でも堅牢度の特に
高いものが多く、中淡色、中間色染色用によく使用され
る。
市販品としては、例えば下記のものがある。
Aizen Cathilon (保土谷>  Dia
cryl  (三菱)Su+5iacryl  (住友
)     Kayacryl (8化)Astraz
on (FRY )      Maxilon  (
CG)Basacryl (BASF) 好ましい染色浴の染料濃度は、o、oot〜5重量%で
あり、染色温度としては4()”C〜100℃が用いら
れる。0.001 MFit%未満の1度では、染色速
度が実用上遅すぎるし、5正量%を超えると、染料が被
染色面にこびりつき易くなるばかりでく、染色速度に関
して濃度依存性が殆ど無くなるので実際上染料を配合し
て自由に色が出せなくなる。又40℃未満の染色温度で
は、染色速度が遅すぎるし、100℃を超えると被染色
レンズの変形が起こり易くなり好ましくない。
〔作用〕
前記の先行技術である特公昭57−42665号公報、
特開昭57−131266号公報等による硬質ポリシロ
キサン系被ri層の染色には、分散染料が用いられてい
る。
しかしながら、本発明の優れた物性を有する硬化液rN
liiは、分散染料によっては満足すべき染色が行われ
ず、カチオン染料によって初めて満足すべき染色が行わ
れるものである。
〔発明の効果〕
本発明ml造法の効果は次のとおりである。
1、染色速度が著しく大きい。
2、低温で染色しても濃色が短時間に染色可能である。
3、染色速度が大きいので低温でも染色可能になり、ア
クリル樹脂、ポリカーボネート、アセテートなど耐熱変
形温度が低いプラスチックにも簡単に濃色に染色できる
ようになった。
4、ハード膜本来の傷つき難いと云う性質を生かしたま
ま、特別な処理をすることなく簡単な方法で濃色に染色
することが可能になった。
〔実施例〕
製造例1 (硬化表面層を有する合成樹脂レンズの製造
) γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン472重
量部に、0.5N塩酸2.0重量部、酢酸20重量部、
水100重量部の水溶液を滴下し、室温にて8時間攪浮
し室温にて16時間放置した。この加水分解溶液に、イ
ソプロピルアルコール120 重量部、ブチルアルコー
ル120 ffi量部、アルミニウムアセチルアセトン
16重量部、シリコーン系界面活性剤0.2重量部、紫
外線吸収剤0.1重量部を加えて、8時間攪拌後、室温
にて24時間熟成させコーティング組成物を得た。
このコーティング組成物をCR−39からなるレンズの
表面に塗布し、110℃で2時間加熱硬化させ、ハード
コートレンズを得た。
製造例2 製造例1で得られたコーティング組成物を、アクリル樹
脂レンズに塗布し、80℃で5時間熱処理して、ハード
コートレンズを得た。
製造例3 製造例1で得られたコーティング組成物を、ポリカーボ
フートレンズに塗布し、80°Cで5時間熱処理して、
ハードコートレンズを得た。
実施例1 製造例1で得たハードコートレンズを、下記組成の染色
液により80℃で、10分間染色した。
カチオン染料          0.1g/I!■住
友化学ta′MEstrol Yellow N−2R
L■  〃Estrol Red   N−GSL■ 
 〃Estrol Br1lliant Blue N
−RL酢酸(pH調′W1緩衝剤)       1%
無水酢酸ソーダ(均染剤)0.3% 第1図に染料■、■、■の分光透過率曲線を示す。
実施例2 赤、黄、青の三原色染料の配合による染色例を示す。一
般に三原色染料の配合により総ての色を自由に出すこと
ができる。
配合染料■ Diacryl Yellow 2R−N      
  O,2g/ EDiacryl Br1llian
t Blue )12R−N    O,2g/ n水
                 11配合染料■ Diacryl Yellow 2R−N      
  O,2g/ ID1acryl Red C5−N
          O,2g/ j2Diacryl
 Br1lliant Blue 1I2R−N   
 O,13g/ fl水              
   11配合染料■、■を用いて、製造例1のレンズ
を、80℃で10分間染色した。その分光透過率曲線を
第2図と第3図にそれぞれ曲線■として示す。
実施例3 Diacryl Red C5−Nを用いた染浴の染料
濃度と染色温度を変えて、520 nmにおける通過率
を第1表に示した。
(以下余白) 第1表 実施例4 製造例2のハードコートレンズを、次の染色浴で、40
℃、30分染色した。
Diacryl Yellow AU−N      
   O,3%Diacryl Blue  AIJ−
N         O,3%水          
        11第4図にその分光透過率曲線を示
す。
実施例5 製造例3のハードコートレンズを、次の染色浴で、40
℃、30分染色した。
Diacryl Yellow ALI−N     
    O,3%Diacryl Blue  AU−
N         O,3%水          
        1i第5図にその分光透過率曲線を示
す。
実施例6 製造例1のハードコートレンズを次の染色液で80℃に
おいて10分間染色した。
Diacryl Golden Yellow GL−
N   O,2g水            11 第6図に分光特性を示す。
なお、本実施例1〜5の染料は共役型であり、本実施例
6の染料は絶縁型である。
比較例1 製造例1のレンズを次の組成の分散染料溶液で80°C
で10分間染色した。
〔グリーン色の場合〕 C0[、デスバーズオレンジ13   3.0gc、r
、  デスバーズブルー195   2.0 g水  
              11但し、C,1,はカ
ラーインデックス。
結果は第2図に曲線■として一緒に示した。
〔ブラウン色の場合〕
C,1,デスバーズオレンジ66   1.0gC,[
、デスバーレッド146     2.0 gC,1,
デスバーズブルー141   2.0 g水     
           12結果を第3図に曲線■とし
て一緒に示した。
第2図、第3図の曲線■、■の比較から明らかなように
同一染色条件に対し、実施例の本発明の方法が濃く染色
される。即ち、光の可視領域(380〜780 nm)
においての透過率は、比較例の分散染料より、本発明の
実施例の場合の方が小さい。
なお、実施例中のコーテイング膜の染色後の性能試験は
次のように行った。結果は第2表に示すとおり、何れも
良好であった。
第2表 なお、実施例の染色後のコーテイング膜の性能試験は次
のように行った。
(al  耐摩耗性 # 0000のスチールウールにより表面を付加荷重2
00gで、1000回(往復)こすって耐摩耗性を次の
ように判定した。
A:殆ど傷がつかない。
B:少し傷がつく。
C:多く傷がつく。
D:膜のはがれが生じる。
山) 密着性 JIS−Z−1522に従い、ゴバン目を10 X 1
0+固作りセロハン粘着テープにより剥離試験を3回行
い、残ったゴバン目の数を調べた。
(C)  耐熱性、耐熱水性 ■ 150℃の恒温炉に本発明のコーティング組成物を
塗布硬化し染色したプラスチ・7クレンズを入れ、その
コーテイング膜にクランクが入らないかどうかを調へた
■ 沸騰水中に1時間浸漬し外観による変化の有無を調
べた。
(dl  耐光性 空冷式キセノンウェザ−メーター(2,5KW、スガ試
験機社製)にて100時間照射し、JIS K7101
のブルースケールを用いて判定した。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第6図は、それぞれカチオン染料を用いてハー
ドコートレンズを染色した本発明実施例の分光透過率曲
線を示す。但し、第2図、第3図には、分散染料を用い
て染色した比較例の分光透過曲線(0曲線)を併せて示
す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリコーン系化合物による有機ハードコート膜が
    、一般式(1) R_2−Si−(OR_1)_3(1) 〔但し、R_1は炭素数1〜4のアルキル基、R_2は
    炭素数1〜4のアルキル基、−CH=CH_2、▲数式
    、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼、−CH_2CH_2CH_2SH、
    −CH_2CH_2CH_2Cl、▲数式、化学式、表
    等があります▼、−CH_2CH_2CH_2NH_2
    、−CH_2CH_2CH_2NHCH_2CH_2N
    H_2から選ぱれる有機基である。〕 で示されるアルコキシシランの少なくとも1種のの加水
    分解縮合物、又は上記アルコキシシランの少なくとも1
    種と一般式(2) ▲数式、化学式、表等があります▼(2) 〔但し、R_1は炭素数1〜4のアルキル基である〕で
    示されるアルコキシシラン若しくはコロイダルシリカと
    の加水分解縮合物を主成分とするものであり、硬化剤の
    量が前記主成分有機ケイ素化合物の加水分解物を硬化す
    るに足る量である樹脂組成物で表面被覆された合成樹脂
    レンズを、0.001〜5重量%の濃度のカチオン染料
    の染浴を用いて40〜100℃の温度で染色することを
    特徴とする染色硬化表面層を有する合成樹脂レンズの製
    造法。
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