TW202104474A - 低干涉條紋光學物品及其塗佈劑 - Google Patents

低干涉條紋光學物品及其塗佈劑 Download PDF

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Abstract

本發明係提供一種塗佈劑組成物，係在具有高折射率之塑膠層上形成有硬塗層或包含底塗層與硬塗層之功能層的光學物品中，毋須調配氧化鋯、氧化鈦等金屬氧化物的微粒子，即使得干涉條紋不醒目，且抑制在製造硬塗層時產生裂隙者。如此之塗佈劑組成物係以95：5至10：90之固體成分比包含3官能性矽烷偶合劑及2官能性矽烷偶合劑。

Description

低干涉條紋光學物品及其塗佈劑
本發明係關於眼鏡透鏡等光學物品，尤其是關於抑制干涉條紋產生的光學物品、以及使用如此之光學物品的塗佈劑。
眼鏡透鏡等光學物品係具有在玻璃和塑膠基材之上塗佈有抗反射層、防汙層等的積層構造。雖然為了眼鏡之輕量化，而廣為使用塑膠基材，但是因為塑膠基材之表面容易損傷，故形成硬塗層來保護表面。為了對具有如此之積層構造的光學物品賦予優異之光學特性，係要求適當地設定各構件之厚度和折射率。
近年來，係要求薄層化及輕量化之透鏡，為了獲得薄層化及輕量化之透鏡而必須提高塑膠基材之折射率。雖然目前是以折射率1.60者為主流，但有著最高為1.80之折射率者。若是提高透鏡之折射率，則在形成厚度數μm左右之硬塗層時，會有由於折射率之差及膜厚不均勻而造成干涉條紋產生之問題。
在專利文獻1中，記載對於由於如PET膜之透明基材膜與透明硬塗層之折射率的差及微妙的厚度不一致，所造成的產生干涉條紋而 視認性降低之問題，係藉由將氧化鋯、氧化鈦等金屬氧化物的微粒子作為高折射劑而調配在硬塗劑中，使其反射率符合PET膜之易接著層的反射率來消除干涉條紋。
然而，因氧化鋯、氧化鈦等金屬氧化物的微粒子之價格昂貴，故有製造成本變高之問題。
在專利文獻2係揭示一種眼鏡透鏡，其係在塑膠基材上形成有功能層，該功能層包含折射率為一定之硬塗層、及折射率為一定之底塗層。若欲使透鏡之厚度薄化，則須提高塑膠基材之折射率，如此一來，在形成硬塗之薄膜時，會有產生因折射率之差及膜厚不均勻所造成的干涉條紋之問題。因此，在專利文獻2係提出藉由將功能層之厚度T設為9.1至100μm之範圍來抑制干涉條紋產生之方案。再者，係記載藉由依透鏡基材之折射率、底塗層之折射率、硬塗層之折射率的順序，將折射率設為遞增、或遞減、或相同，可進一步地抑制干涉條紋之產生。
然而，若硬塗層變厚，會有在製造時於硬塗層產生裂隙之問題。
在專利文獻3中揭示一種眼鏡透鏡，其係具有透鏡基材及硬塗層，且前述硬塗層為硬化性組成物進行硬化而得者，該硬化性組成物係包含：無機氧化物粒子、矽烷偶合劑、及基質成分中超過40質量%且60質量%以下之多官能性環氧化合物。在該眼鏡透鏡中，係藉由將硬塗層之膜厚設為10μm以上50μm以下來抑制製造時之裂隙。
然而，若多官能環氧化合物之含量超過40%，則會有無法獲得充分的硬度之問題。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]
日本特開2009-265590號公報
[專利文獻2]
日本專利第5464846號說明書
[專利文獻3]
國際公開第2015/163464號公報
為了使底塗層高折射率化，若是如專利文獻1般地調配氧化鋯、氧化鈦等金屬氧化物的微粒子，則不僅底塗層之製造成本會大增，還變得必須考量到與形成在底塗層的更上方的層之折射率的關係。而且，若是如專利文獻2般地使硬塗層之膜厚增大，則會變得容易於製造時產生裂隙；若如專利文獻3般地使環氧化合物之含量增大，則會有耐擦傷性降低之問題。
因此，本發明之課題在於：在於具有高折射率之塑膠層上形成有硬塗層、或包含底塗層的硬塗層的功能層之光學物品中，毋須調配氧化鋯、氧化鈦等金屬氧化物的微粒子之高折射劑，即使得干涉條紋不醒目，且抑制在製造硬塗層時產生裂隙。
本發明係至少抑制硬塗層與底塗層之總厚度，減少干涉條紋之產生，並使硬塗層含有3官能性矽烷偶合劑及2官能性矽烷偶合劑之混合物，藉此抑制在製造時產生裂隙。
可使用於本發明之塑膠基材的材質係可列舉例如：碳酸二烯丙酯、聚碳酸酯、聚胺酯、聚硫代胺酯、環硫化物(episulfide)(折射率1.40至1.84)等。
可使用於本發明之底塗層的材質係可列舉例如：聚胺酯系樹脂、聚酯系樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂等。底塗層係可在前述塑膠基材之上使用例如浸漬塗佈、模縫塗佈、淋流塗佈、凹版塗佈等公知之方法來形成。
可使用於本發明之硬塗層係使用塗佈劑來形成，該塗佈劑係添加含環氧基矽烷偶合劑、如二氧化矽粒子之無機氧化物、多官能環氧基等調製而成者。
硬塗層係可在前述塑膠基材之上，使用例如浸漬塗佈、模縫塗佈、淋流塗佈、凹版塗佈等公知之方法來形成。
從維持硬度之觀點來看，使用於本發明之硬塗層的環氧樹脂係以具有2個以上之環氧基的化合物為較佳，可列舉：脂肪族環氧化合物、脂環族環氧化合物、芳香族環氧化合物。脂肪族環氧化合物之例示係包含：1,6-己二醇二縮水甘油基醚、乙二醇二縮水甘油基醚、二乙二醇二縮水甘油基醚、三乙二醇二縮水甘油基醚、四乙二醇二縮水甘油基醚、九乙二醇二縮水甘油基醚、丙二醇二縮水甘油基醚、二丙二醇二縮水甘油基醚、三丙 二醇二縮水甘油基醚、四丙二醇二縮水甘油基醚、九丙二醇二縮水甘油基醚、新戊二醇二縮水甘油基醚、三羥甲基丙烷二縮水甘油基醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油基醚、甘油二縮水甘油基醚、甘油三縮水甘油基醚、二甘油二縮水甘油基醚、二甘油三縮水甘油基醚、二甘油四縮水甘油基醚、新戊四醇二縮水甘油基醚、新戊四醇三縮水甘油基醚、新戊四醇四縮水甘油基醚、二新戊四醇四縮水甘油基醚、山梨糖醇四縮水甘油基醚等。脂環族環氧化合物之例示係包含：3,4-環氧基環己基甲基-3',4'-環氧基環己烷羧酸酯、異佛酮二醇二縮水甘油基醚、雙-2,2-羥基環己基丙烷二縮水甘油基醚等。芳香族環氧化合物之例示係包含：間苯二酚二縮水甘油基醚、雙酚A二縮水甘油基醚、雙酚F二縮水甘油基醚、雙酚S二縮水甘油基醚、鄰酞酸二縮水甘油基酯、酚酚醛清漆聚縮水甘油基醚、甲酚酚醛清漆聚縮水甘油基醚等。
使用於本發明之硬塗層的含有環氧基之矽烷偶合劑係選自由縮水甘油氧基烷基三烷氧基矽烷(3官能性矽烷偶合劑)及縮水甘油氧基二烷基二烷氧基矽烷(2官能性矽烷偶合劑)所成之群的1種或2種以上之組合；前述縮水甘油氧基烷基三烷氧基矽烷(3官能性矽烷偶合劑)係(A)選自由縮水甘油氧基甲基三甲氧基矽烷、縮水甘油氧基甲基三乙氧基矽烷、α-縮水甘油氧基乙基三乙氧基矽烷、β-縮水甘油氧基乙基三甲氧基矽烷、β-縮水甘油氧基乙基三乙氧基矽烷、α-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、α-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、β-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、β-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三丙氧基矽烷、γ-縮 水甘油氧基丙基三丁氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三苯氧基矽烷、α-縮水甘油氧基丁基三甲氧基矽烷、α-縮水甘油氧基丁基三乙氧基矽烷、β-縮水甘油氧基丁基三甲氧基矽烷、β-縮水甘油氧基丁基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丁基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丁基三乙氧基矽烷、δ-縮水甘油氧基丁基三甲氧基矽烷、δ-縮水甘油氧基丁基三乙氧基矽烷、(3,4-環氧環己基)甲基三甲氧基矽烷、(3,4-環氧環己基)甲基三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三丙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三丁氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三苯氧基矽烷、γ-(3,4-環氧環己基)丙基三甲氧基矽烷、γ-(3,4-環氧環己基)丙基三乙氧基矽烷、δ-(3,4-環氧環己基)丁基三甲氧基矽烷、δ-(3,4-環氧環己基)丁基三乙氧基矽烷所成之群者；前述縮水甘油氧基二烷基二烷氧基矽烷(2官能性矽烷偶合劑)係(B)選自由縮水甘油氧基甲基甲基二甲氧基矽烷、縮水甘油氧基甲基甲基二乙氧基矽烷、α-縮水甘油氧基乙基甲基二甲氧基矽烷、α-縮水甘油氧基乙基甲基二乙氧基矽烷、β-縮水甘油氧基乙基甲基二甲氧基矽烷、β-縮水甘油氧基乙基甲基二乙氧基矽烷、α-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、α-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、β-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、β-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二丙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二丁氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二苯氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基乙基二甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基乙基二乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基乙烯基二甲氧基矽烷、γ-縮水甘油 氧基丙基乙烯基二乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基苯基二甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基苯基二乙氧基矽烷所成之群者。亦可設為選自3官能性矽烷偶合劑之物種與選自2官能性矽烷偶合劑2之物種的混合物。
在本發明中，當使用選自3官能性矽烷偶合劑之物種與選自2官能性矽烷偶合劑之物種的混合物來作為含有環氧基的矽烷偶合劑時，3官能性矽烷偶合劑與2官能性矽烷偶合劑之固體成分比(3官能性矽烷偶合劑：2官能性矽烷偶合劑)係以95：5至10：90為較佳，更佳為90：10至10：90。
使用於本發明之硬塗層的無機氧化物係可列舉：氧化鋅(ZnO)、二氧化矽(SiO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化錫(SnO2)等之粒子。較佳係二氧化矽，惟此等亦可係單獨或併用2種類以上之無機氧化物。
在本發明之光學物品中，係可視所需而在上述硬塗層之上進一步形成無機系或有機系抗反射層。
在本發明之光學物品中，係可視所需而在上述抗反射層之上進一步形成防汙層。防汙層係具有賦予光學物品的表面之撥水性和撥油性的功能，例如為由含有氟之有機矽化合物所構成的層。
依據本發明，因為在硬塗層調配3官能性矽烷偶合劑與2官能性矽烷偶合劑之混合物，故即使為了降低干涉條紋而增大硬塗層之膜厚，亦可抑制在製造時產生裂隙。
本發明之光學物品係至少包含塑膠基材、形成在前述塑膠基材上的硬塗層。尤其，在本發明之光學物品中，前述塑膠基材之折射率為1.40至1.84，前述硬塗層之膜厚為15至30μm，且含有3官能性矽烷偶合劑與2官能性矽烷偶合劑之混合物。
本發明之光學物品亦可於塑膠基材上設有底塗層。設有底塗層時之底塗層的折射率係以1.45至1.67之範圍為較佳。
[實施例]
以下，為了說明本發明，係舉出實施例進行說明，但本發明並不限定於此等實施例。
〔硬塗液組成物成分〕
A成分：金屬氧化物
A-1：水分散二氧化矽溶膠(SNOWTEX O：日產化學股份有限公司製等)
A-2：有機溶劑分散二氧化矽溶膠(甲醇二氧化矽溶膠：日產化學公司製等)
B成分：含有環氧基的矽烷偶合劑
B-1：γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(GPTMS)
B-2：γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷(GPTES)
B-3：γ-縮水甘油氧基丙基(甲基)二甲氧基矽烷(GPDMS)
B-4：γ-縮水甘油氧基丙基(甲基)二乙氧基矽烷(GPDES)
C成分：多官能環氧化合物
JER827(三菱化學股份有限公司製)
D成分：調平劑
SH28PA(TORAY DOWCORNING股份有限公司製)
E成分：硬化觸媒
參(乙醯丙酮)鋁
F成分：溶劑
F-1：甲醇
F-2：乙醯基丙酮
F-3：丙二醇單甲基醚
實施例1
放入作為A成分之A-1 16.2質量份、A-2 21.6質量份，加入作為B成分之B-1 51.9質量份，並在40℃下攪拌2小時。加入作為F成分之F-1 15.0質量份、F-2 1.8質量份，並加入C成分2.5質量份、D成分1.0質量份、E成分2.1質量份。其後，回收溶劑而獲得固體成分濃度60%之塗佈液。
使用該塗佈液，在折射率不同之透鏡進行浸漬塗佈，並在80℃下預備乾燥10分鐘後，在120℃下使其熱硬化1小時，形成硬塗層，評估膜厚、干涉條紋之狀態、外觀(有無裂隙之產生)及耐擦傷性。
實施例2至4及比較例1至3
使用表1所示之調配組成而以與實施例1同樣之方法製造，並進行評估。
[表1]
Figure 109112646-A0202-12-0010-2
[表2]
Figure 109112646-A0202-12-0011-3
<評估結果>
若塑膠基材(透鏡)與硬塗層之折射率有差異，則干涉條紋會變得強而醒目，但並不因塑膠基材之材質和底塗層形成之有無而異，即使使用折射率不同之各種透鏡，也可以藉由控制膜厚來減弱干涉條紋。若依據本發明，則因為併用2官能性及3官能性矽烷偶合劑，故即使硬塗層之膜厚即使變厚，亦可抑制在製造時產生裂隙。
若依據本發明，可提供一種光學物品，其係至少包含塑膠基材、及形成在前述塑膠基材上的硬塗層之光學物品，前述塑膠基材之折射率為1.40至1.84，前述硬塗層之膜厚為15μm至30μm之範圍，前述硬塗層係包含混合物，該混合物以95：5至10：90、較佳為90：10至10：90之固體成分比含有3官能性矽烷偶合劑及2官能性矽烷偶合劑。如此之光學物品係抑制干涉條紋，而且即使將硬塗層之膜厚予以厚膜化，製造時亦不產生裂隙。
又，塗佈液之固體成分濃度為35%(比較例3)而難以將膜厚設於適當範圍(15μm至30μm)內，若欲勉強地作出膜厚，則外觀會變差。因此，為了提高膜厚，係將前述塗佈液之固體成分濃度以40至70%、較佳為55至70%之範圍進行，藉此可提供經抑制干涉條紋之光學物品。
<評估方法>
(1)膜厚之測定
使用大塚電子股份有限公司製之反射分光膜厚計FE-3000，進行硬化後之各層的膜厚測定。
(2)干涉條紋之確認
在三波長之螢光燈下以目視確認干涉條紋。
評估基準係將合格者設為○，並將不合格者設為×。
(3)初始外觀
以目視確認已形成了硬塗層之塗膜，並評估裂隙之產生。
將無裂隙者設為○，並將有裂隙者設為×。
(4)塗膜之耐擦傷性試驗
在表面性質測定機(型番：TYPE14DR、新東科學股份有限公司製)之鋼絲絨支撐體上固定# 0000之鋼絲絨，施加1kg之荷重，在塗膜表面上反覆摩擦10次(以下，稱為鋼絲絨擦傷試驗)。
將未造成損傷者設為○，並將確實有損傷者設為×。
[產業上之可利用性]
依據本發明，在如眼鏡透鏡之光學物品中，即使使用高折射率之塑膠基材，干涉條紋亦不醒目，且可抑制在製造時產生裂隙。

Claims (4)

  1. 一種塗佈劑組成物，係至少包含環氧樹脂、矽烷偶合劑、二氧化矽粒子，前述矽烷偶合劑係以95：5至10：90之固體成分比含有3官能性矽烷偶合劑及2官能性矽烷偶合劑。
  2. 如請求項1所述之塗佈劑組成物，其中，固體成分濃度為40%至70%之範圍。
  3. 一種物品，係至少在塑膠基材上形成有硬塗層之光學物品，且前述塑膠基材之折射率為1.40至1.84，而硬塗層之膜厚係具有15μm至30μm之範圍，前述硬塗層係請求項1所述之塗佈劑組成物之硬化物。
  4. 如請求項3所述之物品，其係至少在形成於塑膠基材上之底塗層上形成有硬塗層的光學物品，前述底塗層之材質為選自由聚胺酯系樹脂、聚酯系樹脂、丙烯酸樹脂及環氧樹脂所成之群，且折射率為1.45至1.67之範圍。
TW109112646A 2019-04-19 2020-04-15 低干涉條紋光學物品及其塗佈劑 TW202104474A (zh)

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