JPS6291901A - 染色硬化表面層を有するガラスレンズの製造法 - Google Patents

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〕 本発明は着色ガラスレンズの製造方法に関し、さらに詳
しくは染色硬化表面層を有する着色ガラスレンズの製造
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

（Ｉｉｍ用ガタガラスレンズ表面の硬度が大で傷がつき
難く、剛性による変形が小さいため肉厚の薄い形状を維
持出来る等優れた物性を有する。しかし、合成樹脂（例
えばジエチレングリコールビスアリルカーボネ−１・）
レンズと比較すると、染色しｖ狂いと云う欠点を有する
。

ガラスレンズの着色法としては、ガラスレンズ表面に真
空蒸着等によって着色物質を付着させる方法、ガラスレ
ンズ製造の熔解工程中に着色物質を混入してガラス組成
物そのものに着色性を持たせる方法、実開昭６０−９０
４２２号公報に開示されているガラスレンズの凹面に高
分子被膜を設は分散染料で染色する方法等が提案されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 直接ガラスに着色させる前二者の方法では、着色物質が
限定され自由な色が出せないこと、着色濃度が限定され
ること、着色に複雑な製造工程と高度な技術を要するこ
と等の問題点があった。

表面に高分子被膜を設けて染色する後者の方法では、充
分な膜硬度を有し、染色の前後においても膜硬度、密着
性などの膜性能が変化しないと云う条件を満足するよう
な高分子被膜組成物及び表面処理法が見い出されておら
ず、更にエポキシ含有アルコキシシラン、コロイダルシ
リカ等を主成分とするコーテイング膜では、通常眼鏡用
プラスチックレンズの染色に使用される分散染料では、
染色が難しいと云う問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解決するものである。

即ち、本発明は、（ａ）下記に示す加水分解縮合物を主
成分とする有機ハード膜溶液を調製する工程、（′ｂ）
前記有機ハード膜溶液をガラスレンズ表面に塗布し硬化
させる工程、及び（Ｃ）工程（ｂｌにより得られた硬化
表面層を有するガラスレンズを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
度で染色する工程とからなることを特徴とする染色硬化
表面層を有するガラスレンズの製造方法に関するもであ
る。

一般式（１） ％式％（１） 〔但し、Ｒ，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＝　ＣＨｚ　　、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％（２） 〔但し、へは炭素数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。

本発明で用いる有機ハード膜溶液は、主成分としての上
記加水分解縮合物と硬化剤と溶媒とからなるものである
。

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、γ−グー、１　シ１’キシプロピルトリエト
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）−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、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
、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５ｍμ〜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を主成分とする
有機ハード膜溶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属塩が
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
の有機ケイ素化合物の加水分解縮合物を硬化するに足る
量、例えば、コロイダルシリカ（Ｓｉｎ、換算）、アル
コキシシラン等の加水分解縮合物の合計１モルに対して
１〜１０ｇである。

有機ハード膜溶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。

有機ハード膜溶液即ち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、ガラスレンズとの密着性、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、蒸着物質
の膜形成に悪影響を及ぼし、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。

前記シリコーン系有機ハード膜用溶液をガラスレンズ表
面に塗布し、硬化させるための塗布方法としては、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、スプレー法等が挙げ
られる。

表面膜の硬化は、主として加熱処理によって行われる。

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４０〜１５０℃、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。

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。

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）に優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。

前記有機ハード膜を染色するために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
により共役型と絶縁型に大別されている。

ｆａｌ　　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） Ｃ，１，Ｒｅｄ　１３　　： 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。

山）　絶縁型は、陽電荷が色素母体の局部に偏在色調は
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（、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。

八ｆｚｅｎ　Ｃａｔｈｉｌｏｎ　（保土谷）　　Ｄｉａ
ｃｒｙｌ　　（三菱）Ｓｕｍｉａｃｒｙｌ　　（住友）
　　　　　Ｋａｙａｃｒｙｌ　Ｃ８化）Ａｓｔｒａｚｏ
ｎ　（ＰＢＹ　）　　　　　　Ｍａｘｆｌｏｎ　　（Ｃ
Ｇ）Ｂａｓａｃｒｙｌ　（ＢＡＳＦ） 好ましい染色浴の染料濃度は、０．００１〜５重量％で
あり、染色温度としては４０℃〜１００℃が用いられる
。０．００１重量％未満の濃度では、染色速度が実用上
遅すぎるし、５重量％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℃を超える必要はない。

本発明で用いるガラスレンズの材質としては、表面精度
、表面清浄度、耐熱性等通常のガラスレンズ特１生を有
する無機ガラスであれば何れも用いられ、本発明のハー
ド膜のコーティングは可能である。例えば、一般的に用
いられるＵＶガラス（酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化ナ
トリウム、酸化カリウム、酸化マグネシウム、酸化カル
シウム、酸化バリウム、酸化鉛、酸化セリウム等を主成
分とする）や更に高屈折率レンズ（ＬＨＩ−ＩＩｎレン
ズホーヤ側製、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ナトリウ
ム、酸化カリウム等を主成分とする）が好適に使用され
る。

ハードコート膜厚は、０．１〜１０μが好ましく、特に
１〜５μが好ましい。膜厚が厚すぎると、レンズの光学
面に影響を与え、像の歪み、収差等の問題が起こり易く
、染色時間も長くなり、生産性に問題が生じる。又、０
．１　μ未満では、膜内に染色層を形成するので、好適
な染色濃度、色彩を得ることが難しくなり好ましくない
。

〔実施例〕

製造例工　有機ハード膜溶液の製造 Ｔ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン４７２重
量部、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、室温にて８時間攪拌し室温に
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ｆＲ部、ブチルアルコール１２
０　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。

製造例２　ハード膜被覆レンズの製造 製造例１で１昇られたコーティング組成物を、ＬＨｌ−
ｎレンズ（ＨＯＹ　Ａ　（ｍ製高屈折率ガラスレンズ）
の表面に浸漬引き上げ法で塗布し、１）０℃で２時間加
熱硬化させ、ハードコートレンズを得た。膜厚は３μで
あった。

実施例１　ハード膜被覆レンズの染色 製造例２で得られたハード膜被覆レンズ３枚を次のＮｏ
、　　１〜３で示すカチオン染料０．１ｇ／ｆｆ、水１
）の水溶液で８０℃、１０分間染色した。

その分光透過率曲線をＮｏ、順に第１図に１．２．３で
示す。

Ｎｏ、Ｌ：三菱化成側部Ｄｉａｃｒｙｌ　Ｙｅｌｌｏｗ
　Ａｕ−Ｎ　％Ｎｏ、２：三菱化成■製Ｄｉａｃｒｙｌ
　Ｒｅｄ　　Ａｕ−Ｎ　。

Ｎｏ、３　：三菱化成＠製Ｄｉａｃｒｙｌ　Ｂｌｕｅ　
Ａｕ−Ｎ　。

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。

Ｎｏ、４　：配合染料■（グリーン） Ｄｉａｃｒｙｌ　　Ｙｅｌｌｏｗ　　Ａｕ−Ｎ　　　　
　　　　　　　　　　　　Ｏ，２ｇＤｉａｃｒｙｌ　　
Ｂｌｕｅ　　Ａｕ−Ｎ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　Ｏ，２ｇ水　　　　　　　　　　　　　　　　１
２Ｎｏ、５　：配合染料■（グ°レーの場合）Ｄｉａｃ
ｒｙｌ　　Ｙｅｌｌｏｗ　　　　　　　　　　　　　　
　Ｏ，２ｇＤｉａｃｒｙｌ　　Ｒｅｄ　　　　　　　　
　　　　　　　　　０．１３ｇＤｉａｃｒｙｌ　　Ｂｌ
ｕｅ　　　　　　　　　　　　　　　　　０．２ｇ水　
　　　　　　　　　　　　　　　　１）配合染料■、■
を用いて、製造例２のレンズを、８０°Ｃで１０分間染
色した。その分光透過率曲線を第２図に示す。曲線４は
Ｎｏ、４、曲線５はＮｏ、５のものを示す。

実施例３ 製造例２で得られたハード膜被覆レンズに、Ｄｉａｃｒ
ｙｌ　Ｒｅｄ　Ａｕ−Ｎを用いた染浴の染料濃度と染色
温度を変えて染色し、製品の５４０ｎｍにおける透過率
を第１表に示した。

（以下余白） 第　　１　　表 実施例４ 製造例１で得られたコーティング組成物を、Ｕ■レンズ
（クラウンガラス）表面に浸漬引き上げ法で塗布し、１
）０℃で２時間加熱硬化させ、ハードレンズを得た。膜
厚は３μであった。

次ぎに前記方法で得られたハードレンズ３枚を次に示す
カチオン染料　０．１ｇ／Ａ’、水１βの染色液で８０
℃１０分間で染色した。その分光透過曲線をＮｏ、順に
第３図に９．１０．１）で示す。

Ｎｏ、９：三菱化成＠製Ｄｉａｃｒｙｌ　Ｙｅｌｌｏｗ
　ＡＵ−Ｎ　％Ｎｏ、１０：三菱化成■製Ｄｉａｃｒｙ
ｌ　Ｒｅｄ　ＡＬＩ−ＮｓＮｏ、１）：三菱化成■製Ｄ
ｉａｃｒｙｌ　Ｂｌｕｅ　ＡＵ−Ｎ　。

第１図〜第３図に示す分光透過率曲線は、それぞれの色
の波長での吸収で濃色に染色されていることを示してい
る。

なお、実施例中のコーテイング膜の染色後の性能試験の
結果を第２表に示す。

第　　２　　表 なお、実施例のコーテイング膜の性能試験は次のように
行った。

ｆａ＋　　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。

（１））　　密着性 ＪＩＳ−Ｚ−１５２２に従い、ゴバン目を１０　Ｘ　１
０個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ックレンズを入れ、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べた。

■　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。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、種々の色の濃色のガラスレンズ
が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１．２．３図は、本発明実施例の染色硬化表面層を有
するガラスレンズの分光透過率曲線を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）下記に示す加水分解縮合物を主成分とする
   有機ハード膜溶液を調製する工程、（ｂ）前記有機ハー
   ド膜溶液をガラスレンズ表面に塗布し硬化させる工程、
   及び（ｃ）工程（ｂ）により得られた硬化表面層を有す
   るガラスレンズを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
   工程とからなることを特徴とする染色硬化表面層を有す
   るガラスレンズの製造方法。 記 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） ▲数式、化学式、表等があります▼（２） 〔但し、Ｒ＿４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。