TW202223009A - 低干涉條紋光學物品及其塗佈劑組成物 - Google Patents

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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包含硬塗層、或者底漆層與硬塗層之功能層的光學物品中，不調配氧化鋯、氧化鈦等金屬氧化物之微粒子，而干涉條紋不明顯，且能抑制硬塗層製造時之裂縫發生者。這種塗佈劑組成物以95：5至10：90之固形份比包含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組成物
本發明係關於眼鏡鏡片等光學物品，特別係抑制了干涉條紋之發生的光學物品及、使用於如此之光學物品的塗佈劑組成物。
眼鏡鏡片等之光學物品在玻璃或塑膠基材上具有塗佈有抗反射層、防污層等之積層結構。為了眼鏡之輕量化，多數係使用塑膠基材，惟由於塑膠基材之表面易於刮傷，因此形成硬塗層以保護表面。為了在具有如此之積層結構的光學物品賦予優異的光學特性，要求適宜地設定各部材之厚度及折射率。
近年，要求薄層化及輕量化的鏡片，為了獲得此種鏡片而需要提升塑膠基材之折射率。現今折射率1.60者乃屬主流，惟亦有最高1.80之折射率者。提升鏡片之折射率，則形成數μm厚左右之硬塗層時，有著因折射率之差及膜厚不均引起之產生干涉條紋的問題。
專利文獻1中記載，因如PET膜之透明基材之膜與透明硬塗層之折射率之差及些微的厚度參差不齊引起之產生干涉條紋而視認性降低的問題，係藉由在硬塗劑調配氧化鋯、氧化鈦等金屬氧化物之微粒子作 為高折射劑，將其反射率與PET膜之易接著層的反射率配合以消除干涉條紋。
然而，由於氧化鋯、氧化鈦等金屬氧化物之微粒子高價，因此有著製造成本提高之問題。
專利文獻2中揭示一種眼鏡鏡片，其係在塑膠基材上形成有包含折射率固定之硬塗層、與折射率固定之底漆層的功能層。將鏡片之厚度薄化，則必須提升塑膠基材之折射率，如此一來，形成硬塗之薄膜時，有著因折射率之差及膜厚不均引起之產生干涉條紋的問題。因此，專利文獻2中提案，藉由將功能層之厚度T設於9.1至100μm之範圍，來抑制干涉條紋之產生。更且，記載有藉由以鏡片基材之折射率、底漆層之折射率、硬塗層之折射率之順序將折射率設為增大或者相同或減少或相同，可進一步抑制干涉條紋的產生。
然而，硬塗層過厚，則在製造時有著硬塗層產生裂縫(crack)的問題。
專利文獻3中揭示一種眼鏡鏡片，其係具有鏡片基材與硬塗層，前述硬塗層係將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的硬化性組成物硬化而得。該眼鏡鏡片中，藉由將硬塗層之膜厚設為10μm以上50μm以下，而抑制製造時之裂縫。
然而，多官能環氧化合物之含量超過40%，則有著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]日本特許第5464846號說明書
[專利文獻3]國際公開第2015/163464號公報
為了將底漆層高折射率化，如專利文獻1般，調配氧化鋯、氧化鈦等金屬氧化物之微粒子，則不但底漆層之製造成本增加，而且亦得考慮與要在底漆層上形成的層之折射率的關係。此外，如專利文獻2般，使硬塗層之膜厚增大，在製造時易於產生裂縫，如專利文獻3般，使環氧化合物之含量增加，則有著耐擦傷性降低的問題。
因此，本發明之課題係在具有高折射率之塑膠層上形成有包含硬塗層或者底漆層之硬塗層的功能層的光學物品中，不調配氧化鋯、氧化鈦等金屬氧化物之微粒子的高折射劑，干涉條紋亦不明顯，且抑制硬塗層製造時之裂縫產生。
本發明係至少抑制硬塗層與底漆層之總厚度，使干涉條紋之產生減低，在硬塗層含有3官能性矽烷偶合劑及2官能性矽烷偶合劑之混合物，藉此抑制製造時之裂縫產生。
作為本發明中可使用的塑膠基材之材質，係可列舉例如：碳酸二烯丙酯、聚碳酸酯、聚胺甲酸酯(polyurethane)、聚硫胺甲酸酯(polythiourethane)、環硫化物(episulfide)(折射率1.40至1.84)等。
作為本發明中可使用的底漆層之材質，係可列舉例如：聚胺甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂等。在前述塑膠基材上，可使用例如浸塗佈、模塗佈、流塗佈、凹塗佈等習知的方法形成底漆層。
本發明中可使用的硬塗層係使用添加含環氧基的矽烷偶合劑、二氧化矽粒子(silica particle)般的無機氧化物、多官能環氧化合物等而調製的塗佈劑組成物所形成。
在前述塑膠基材上，可使用例如浸塗佈、模塗佈、流塗佈、凹塗佈等習知的方法形成硬塗層。
本發明之硬塗層中使用的環氧樹脂，就維持硬度之觀点而言，較佳係具有2個以上之環氧基的化合物，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包含：1,6-己二醇二縮水甘油醚(1,6-hexandiol diglycidyl ether)、乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇二縮水甘油醚、三乙二醇二縮水甘油醚、四乙二醇二縮水甘油醚、九乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、二丙二醇二縮水甘油醚、三丙二醇二縮水甘油醚、四丙二醇二縮水甘油醚、九丙二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、甘油三縮水甘油醚、二甘油二縮水甘油醚、二甘油三縮水甘油醚、二甘油四縮水甘油醚、季戊四醇二縮水甘油醚、季戊四醇三縮水甘油醚、季戊四醇四縮水甘油醚、二季戊四醇四縮水甘油醚、山梨糖醇四縮水甘油醚等。脂環族環氧化合物之例示包含：3,4-環氧環己基甲基-3',4'-環氧環己烷羧酸酯、異佛爾酮二醇二縮水甘油醚、雙-2,2-羥基環己基丙烷二縮水甘油醚等。芳香族環氧化合物之例示包含：間苯二酚二縮水甘油醚、雙酚A二縮水甘油醚、雙酚F二縮水甘油醚、雙 酚S二縮水甘油醚、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、苯酚酚醛清漆聚縮水甘油醚、甲酚酚醛清漆聚縮水甘油醚等。
本發明之硬塗層中使用的含環氧基的矽烷偶合劑係選自由：(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構成之群組中之縮水甘油氧基烷基三烷氧基矽烷(3官能性矽烷偶合劑)；及(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構成之群組中之縮水甘油氧基二烷基二烷氧基矽烷(2官能性矽烷偶合劑)所構成之群組中之1種或2種以上的組合。亦可為選自由3官能性矽烷偶合劑之種類與選自由2官能性矽烷偶合劑之種類的混合物。
本發明中，作為含環氧基的矽烷偶合劑，在使用選自由3官能性矽烷偶合劑之種類與選自由2官能性矽烷偶合劑之種類的混合物時，3官能性矽烷偶合劑與2官能性矽烷偶合劑之固形份比(3官能性矽烷偶合劑：2官能性矽烷偶合劑)較佳係95：5至10：90、更佳係90：10至10：90。
作為本發明之塗佈劑組成物的硬化觸媒，較佳係乙醯丙酮鋁(III)〔或参(乙醯丙酮)鋁〕、乙醯丙酮鈦(IV)〔或四(乙醯丙酮)鈦〕、乙醯丙酮鋯(IV)〔或四(乙醯丙酮)鋯〕等之陽離子性硬化觸媒。
本發明之塗佈劑組成物中，相對於100質量份，硬化觸媒之添加量較佳係0.5至5質量份、更佳係1至3質量份。
本發明之硬塗層中使用的無機氧化物，可列舉氧化鋅(ZnO)、二氧化矽(SiO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化錫(SnO2) 等粒子。較佳係二氧化矽，惟此等可單獨使用或亦能夠併用2種類以上之無機氧化物。
本發明之光學物品中，因應需要可在上述硬塗層之上，進一步形成無機系或有機系抗反射層。
本發明之光學物品中，因應需要可在上述抗反射層之上，進一步形成防污層。防污層具有賦予光學物品之表面的撥水性及撥油性之功能，例如為：由含有氟之有機矽化合物所構成之層。
依據本發明，由於在硬塗層調配3官能性矽烷偶合劑與2官能性矽烷偶合劑之混合物，因此即使為了減低干涉條紋而增加硬塗層之膜厚，亦可抑制製造時之裂縫產生。
本發明之光學物品至少在塑膠基材上形成有硬塗層。尤其，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23μm以下，例如：10至23μm、較佳係15至20μm，並含有3官能性矽烷偶合劑與2官能性矽烷偶合劑的混合物。
本發明之光學物品亦可在塑膠基材上設置底漆層。此時之底漆層的折射率較佳於1.45至1.67的範圍。
[實施例]
以下，為了說明本發明而列舉說明實施例，惟本發明並非限定於此等之實施例者。
〔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 Dow Corning股份有限公司製)
E成分：硬化觸媒
E-1：参(乙醯丙酮)鋁
E-2：伊康酸
F成分：溶劑
F-1：甲醇
F-2：乙醯丙酮
F-3：丙二醇單甲醚
實施例1
作為A成分，饋入A-1 16.2質量份、A-2 21.6質量份；作為B成分，加入B-1 49.2質量份、B-3 2.3質量份，並在40℃攪拌2小時。作為F成分，加入F-1 15.0質量份、F-2 1.8質量份；加入C成分2.5質量份、D成分1.0質量份、E-1成分2.1質量份。其後，回收溶劑以獲得固形份濃度60%之塗佈液。
使用該塗佈液在相異折射率之鏡片浸塗，在80℃預備乾燥10分鐘後，在120℃使其熱硬化1小時以形成硬塗層，並評估膜厚、干涉條紋之狀態、外觀(有無產生裂縫)及耐擦傷性。
實施例2至4及比較例1至4
使用表1所示之調配組成，以與實施例1相同的方法製造並進行評估。
Figure 110138015-A0202-12-0009-1
Figure 110138015-A0202-12-0010-2
<評估結果>
塑膠基材(鏡片)與硬塗層之折射率的差距大時，則干涉條紋變得非常明顯，惟無論塑膠基材之材質或有無形成底漆層，即使使用折射率相異的各種鏡片，藉由控制膜厚亦可減低干涉條紋。依據本發明，由於併用2官 能性及3官能性矽烷偶合劑，因此即使硬塗層之膜厚變厚，亦可抑制製造時之裂縫產生。
依據本發明，可提供一種光學物品，其係至少具塑膠基材、及形成在前述塑膠基材上之硬塗層，其中，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23μm以下，較佳為於15至20μm之範圍，前述硬塗層包含：以95：5至10：90、較佳係90：10至10：90之固形份比包含3官能性矽烷偶合劑及2官能性矽烷偶合劑的混合物。如此之光學物品抑制干涉條紋，且即使將硬塗層之膜厚予以厚膜化，製造時亦不會產生裂縫。
此外，塗佈液之固形份濃度為35%(比較例3)時，難以將膜厚設於適當範圍(15μm至30μm)內，若硬要增加膜厚，則外觀惡化。因此，為了提升膜厚，藉由將前述塗佈液之固形份濃度以40至70%、較佳於55至70%之範圍內進行，而可提供抑制了干涉條紋的光學物品。
更且，與使用陽離子性之参(乙醯丙酮)鋁作為硬化觸媒的實施例1比較，使用伊康酸的比較例4之硬塗層的耐擦傷性惡劣。據此，可知陽離子性硬化觸媒對於硬塗層的硬化是有用的。
<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○、不合格者設為×。
(3)初期外觀
以目視確認至形成硬塗層為止的塗膜，並評估裂縫的產生。
將無裂縫者設為○、有裂縫者設為×。
(4)塗膜之耐擦傷性試驗
在表面性測定機(型號：TYPE14DR、新東科學(股)製)之鋼綿架，固定#0000之鋼綿，施加1kg的載荷並在塗膜表面上來回摩擦10次(以下稱為鋼綿擦傷試驗)。
將未擦傷者設為○、明顯有擦傷者設為×。
[產業利用性]
依據本發明，如眼鏡鏡片之光學物品中，即使使用高折射率之塑膠基材，干涉條紋亦不明顯，且可抑制製造時之裂縫產生。

Claims (5)

  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之固形份比包含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，其固形份濃度為40%至70%之範圍。
  3. 如請求項1或2所述之塗佈劑組成物，其更包含陽離子性硬化觸媒。
  4. 一種物品，係至少在塑膠基材上形成有硬塗層的光學物品，前述塑膠基材之折射率為1.40至1.84，該硬塗層係請求項1至3中任一項所述之塗佈組成物的硬化物，其膜厚為10μm至23μm之範圍。
  5. 如請求項4所述之物品，其係至少在塑膠基材上形成的底漆層之上形成有硬塗層的光學物品，前述底漆層之材質係選自由聚胺甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、丙烯酸樹脂及環氧樹脂所構成之群組，其折射率為1.45至1.67之範圍。
TW110138015A 2020-10-16 2021-10-13 低干涉條紋光學物品及其塗佈劑組成物 TW202223009A (zh)

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