WO2011096304A1 - 光学物品用プライマー組成物及び光学物品 - Google Patents

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WO2011096304A1
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coat layer
component
primer
primer composition
optical
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力宏 森
利光 平連
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株式会社トクヤマ
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    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements

Definitions

  • the present invention relates to a novel primer composition for optical articles comprising a urethane resin having a skeleton derived from polycarbonate, and a primer formed by curing the primer composition on the surface of a plastic lens (optical substrate).
  • the present invention relates to a novel optical article including a coating layer.
  • the present invention further comprises a hard coat layer formed by curing a hard coat composition comprising inorganic oxide fine particles and an organosilicon compound on the primer coat layer on the surface of an optical substrate.
  • the present invention relates to a novel optical article (laminate).
  • the present invention also relates to a novel optical article in which a photochromic coat layer having photochromic properties is formed on the primer coat layer formed on the surface of an optical substrate.
  • the surface of a plastic lens is easily scratched as it is because the synthetic resin forming the lens has low scratch resistance, and usually a hard coat layer is formed on the lens surface.
  • a hard coat layer is laminated, although the scratch resistance is improved, the impact resistance of the plastic lens is lowered.
  • an antireflection coating layer is laminated on the hard coating layer by depositing an inorganic oxide.
  • an antireflection coating layer is laminated in addition to the hard coating layer, the impact resistance of the obtained plastics is further reduced and is more easily broken. Therefore, in order to improve such impact resistance, it has been generally studied to interpose a primer coat layer between a plastic lens and a hard coat layer.
  • a primer composition for a plastic lens one using a urethane resin is generally known (see Patent Documents 1 and 2).
  • the achieved adhesion depends on the type of synthetic resin (lens substrate) constituting the plastic lens, and the adhesion may not be sufficient.
  • the impact resistance is not sufficiently improved. there were.
  • active hydrogen selected from alkylene glycols, polyalkylene glycols, poly (alkylene adipates), poly- ⁇ -caprolactone, polybutadiene glycols, poly (alkylene carbonates) or silicone polyols described in Patent Document 1.
  • a primer composition comprising a polyurethane resin obtained from the containing compound and polyisocyanate
  • the adhesion may not be sufficient depending on the type of lens substrate.
  • the primer coat layer is cured at a high temperature, a plastic lens having low heat resistance may cause problems such as thermal deformation and coloring.
  • the primer composition contains an organic solvent such as toluene, there are problems such as dissolving the plastic lens and generating odor in the working environment.
  • the primer composition which consists of the aqueous dispersion liquid of the polyurethane produced
  • the adhesion may not be sufficient depending on the type of lens substrate.
  • the impact resistance may not be sufficiently improved.
  • aqueous dispersion of urethane resin has been used from the viewpoint of environmental problems.
  • the wettability with respect to the plastic lens is low, and there are problems with the appearance such as the smoothness of the coating film formed on the lens surface.
  • an organic solvent is added, but the formed primer composition itself New problems have arisen, such as a decrease in storage stability.
  • a photochromic coating layer containing a photochromic compound is formed on the surface of an optical substrate in order to give the lens photochromic properties.
  • This photochromic coating layer is formed by applying a photochromic coating agent containing a photochromic compound and a polymerizable monomer on a plastic lens and then curing it (hereinafter referred to as a method for forming such a photochromic coating layer. Or simply “Coating Method”).
  • a photochromic coating layer can be directly formed on a plastic lens by using a photochromic coating agent containing a photochromic compound and a specific polymerizable monomer.
  • a method of forming a photochromic coat layer after providing a primer coat layer on the plastic lens has been adopted.
  • a primer composition containing a moisture-curable polyurethane resin (Patent Document 3) or a primer composition containing a urethane resin emulsion (Patent Document 4) is used to form a primer coat layer for a photochromic coat layer. It is known to do.
  • these primer compositions can improve the adhesion between the plastic lens and the photochromic coating layer, but also have the following problems.
  • the formed primer coat layer does not necessarily contribute to the effect of improving the impact resistance of the plastic lens having the photochromic coat layer, and is used for improving the impact resistance of such a plastic lens. Other means are needed. Such a problem is considered to be due to the structure of the urethane resin used in the primer composition.
  • Primer composition used to form a primer coat layer between a plastic lens surface and a hard coat layer or a photochromic coat layer when forming a hard coat layer or a photochromic coat layer on the plastic lens surface as described above Photochromic coating as well as providing a good adhesion without being influenced by the lens substrate, and also when a hard coat layer (optionally including an antireflection coating layer) is formed. It can also be used when a layer is formed, and can improve the impact resistance of a plastic lens having a hard coat layer and / or a photochromic coat layer, and in addition, the smoothness of the coating film formed on the surface of the plastic lens There is a need for a primer composition that provides such a good appearance.
  • the object of the present invention is not only to improve the impact resistance of an optical substrate having a hard coat layer and / or a photochromic coat layer, but also to have a uniform smoothness of the coating film (coat layer), resulting in poor appearance.
  • a primer composition for an optical article that can be used for both hard coat layer and photochromic coat layer applications, having excellent adhesion to an optical substrate, and having excellent storage stability. It is to provide.
  • an object of the present invention is to form a primer coat layer from a primer composition on an optical substrate, and then form a hydrolyzate of inorganic oxide fine particles and an organosilicon compound on the primer coat layer.
  • An object of the present invention is to provide a primer composition for an optical article that exhibits excellent scratch resistance and impact resistance when a hard coat layer is laminated.
  • an object of the present invention is to form an optical substrate and a photochromic coating layer when a primer coating layer is formed from a primer composition on an optical substrate, and then a photochromic coating layer is formed on the primer coating layer. It is providing the primer composition for optical articles which can provide favorable adhesiveness and can have the outstanding impact resistance.
  • the present inventors have intensively studied to solve the above problems, improve the appearance of the optical article obtained, and achieve performances such as impact resistance, scratch resistance, adhesion, etc. superior to conventional ones. And in order to improve the storage stability of primer composition itself, it discovered that it was necessary to combine a specific solvent and to use the urethane resin which has a specific structure (physical property), and came to this invention. Furthermore, the primer composition of the said combination discovered that it could also improve the adhesiveness and impact resistance of a lens base material and the photochromic coating layer containing a photochromic compound, and came to this invention.
  • the first object of the present invention is to (A) a urethane resin having a skeleton derived from polycarbonate and having an elongation of 200% or more and 1000% or less (simply referred to as “component A”); (B) an organic solvent having 2 to 7 carbon atoms having two or more hydroxyl groups in the molecule (simply referred to as “component B”), and (C) water (simply referred to as “component C”).
  • a primer composition for optical articles comprising 5 to 100 parts by weight of B component and 150 to 1000 parts by weight of C component with respect to 100 parts by weight of A component, and a mass ratio (B component / C component)
  • An object of the present invention is to provide a primer composition for optical articles, characterized in that it is simply expressed as “mass ratio (B / C)” of 0.01 or more and 0.20 or less.
  • the primer composition for an optical article further comprises (D) an organic solvent having 3 to 9 carbon atoms having an ether bond or a carbonyl bond in the molecule and one hydroxyl group in the molecule (simply referred to as “D component”).
  • D component an organic solvent having 3 to 9 carbon atoms having an ether bond or a carbonyl bond in the molecule and one hydroxyl group in the molecule.
  • a primer composition for an optical article having a mass ratio ((B + D component) / C component) (simply expressed as “mass ratio ((B + D) / C)”) of 0.03 or more and 0.50 or less. is there.
  • the component A is preferably an aqueous dispersion of a urethane resin having a skeleton derived from polycarbonate and having an elongation percentage of 200% or more and 1000% or less.
  • a second object of the present invention is to provide an optical article having a primer coat layer obtained by curing the primer composition for optical articles on an optical substrate.
  • the optical substrate is a photochromic optical substrate, and in particular, the photochromic optical substrate is obtained by curing a photochromic curable composition containing a photochromic compound on the optical substrate.
  • the photochromic coating layer is provided, an excellent effect is exhibited.
  • the third object of the present invention was obtained by curing a coating composition containing inorganic oxide fine particles and hydrolyzable group-containing organosilicon compound on the primer coat layer formed on an optical substrate. It is providing the laminated body which has a hard-coat layer.
  • a fourth object of the present invention is a first laminated article having a photochromic coat layer obtained by curing a photochromic curable composition containing a photochromic compound on the primer coat layer formed on an optical substrate. Is to provide.
  • a fifth object of the present invention is to provide a second laminated article having a primer coat layer formed from the primer composition of the present invention on the photochromic coat layer of the first laminated article.
  • a sixth object of the present invention is to provide a third laminated article in which the hard coat layer is formed on the primer coat layer of the second laminated product.
  • the primer composition for optical articles of the present invention can enhance the adhesion between an optical substrate (particularly, a plastic lens) and a hard coat layer. Furthermore, the impact resistance of the optical article with a hard coat layer can be improved. Moreover, the primer composition for optical articles of the present invention has excellent storage stability. An optical article having a primer coat layer obtained by curing the primer composition for an optical article of the present invention has excellent impact resistance compared to an optical substrate on which only a hard coat layer is laminated, and a hard coat. High layer adhesion. Moreover, by using the primer composition for optical articles of the present invention, a high-quality optical substrate with a hard coat layer that is excellent in scratch resistance and appearance can be obtained.
  • the primer composition for optical articles of the present invention exhibits excellent effects when the optical substrate is a photochromic optical substrate.
  • the photochromic optical substrate exhibits particularly excellent effects when the photochromic coating layer is formed on the optical substrate.
  • at least a primer coat layer obtained from the primer composition for optical articles is formed on the photochromic coat layer.
  • the primer composition for optical articles of the present invention can improve the adhesion between the photochromic coat layer and the optical substrate.
  • a primer coat layer is formed from the primer composition of the present invention on an optical substrate, and then a photochromic coat layer is formed on the primer coat layer.
  • the primer composition for an optical article according to the present invention includes the adhesion between the optical substrate and the hard coat layer, the adhesion between the optical substrate and the photochromic coat layer, and the photochromic coat layer and the hard coat layer. Adhesion can be improved. Moreover, the impact resistance of optical articles having these forms can also be improved.
  • the primer composition for optical articles comprises: (A) a urethane resin having a skeleton derived from polycarbonate and having an elongation of 200% or more and 1000% or less, (B) an organic solvent having 2 to 7 carbon atoms having two or more hydroxyl groups in the molecule, and (C) water, wherein B component is 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of A component, The component C is 150 to 1000 parts by mass, and the mass ratio (B / C) is 0.01 or more and 0.20 or less.
  • the primer composition for optical articles is applied on an optical substrate such as a plastic lens, and improves the impact resistance of the obtained optical article.
  • the primer coat layer formed from the primer composition for optical articles is formed between the optical substrate and the hard coat layer or photochromic coat layer described in detail below, and can enhance the adhesion between them.
  • the impact resistance of the optical substrate with a hard coat layer can be improved.
  • the primer composition for optical articles of the present invention includes a urethane resin (component A) having a skeleton derived from polycarbonate and having an elongation of 200% or more and 1000% or less.
  • the primer composition of the present invention is a dispersion in which a urethane resin is dispersed in water and an organic solvent, but the shape and properties of the urethane resin used for the preparation are particularly limited.
  • the primer composition was prepared using a urethane resin aqueous dispersion previously dispersed in water. It is preferable to manufacture.
  • the urethane resin of component A has a skeleton derived from polycarbonate, it consists of a reaction product of polycarbonate polyol and polyisocyanate. In general, polyalkylene glycol, polyester polyol, polyether polyol, polyether ester polyol, etc.
  • polycarbonate polyol As the polycarbonate polyol, known ones can be used without any limitation. Among them, poly (alkylene carbonates) such as poly (hexamethylene carbonate) are preferable.
  • polyisocyanates examples include tolylene diisocyanate, 4,4-diphenylmethane diisocyanate, xylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, toluidine diisocyanate, phenylene diisocyanate, 4,4-diphenyl diisocyanate, dianisidine diisocyanate, and 4,4-diphenyl ether.
  • Aromatic isocyanate compounds such as diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, tris (isocyanate phenyl) thiophosphate, tetramethylxylene diisocyanate; 1,3,3-trimethylhexamethylene diisocyanate, 4,4′-, 2,4′-, Or 2,2′-dicyclohexylmethane diisocyanate or a mixture thereof, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate Anate, hydrogenated xylene diisocyanate, lysine diisocyanate, lysine ester triisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 1,8-diisocyanate-4-isocyanate methyloctane, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, Mention may be made of aliphatic isocyanate compounds such as bicycloheptanetriisocyanate.
  • the urethane resin used in the present invention is composed of the polycarbonate polyol and the polyisocyanate.
  • the urethane resin used in the present invention preferably contains a crosslinked structure.
  • a coating composition for forming a hard coat layer is applied on the primer coat layer by using a urethane resin having a crosslinked structure in the molecular chain, the primer coat layer has an elution resistance to the coating composition. And the manufacturing time of the laminate can be shortened. Further, the obtained laminate has an excellent appearance and a good impact resistance.
  • the urethane resin of component A in the primer composition of the present invention has an elongation of 200% or more and 1000% or less.
  • the elongation is less than 200%, the impact resistance of the optical article having the primer coat layer is insufficient. This is considered because the flexibility of the primer coat layer obtained becomes low.
  • elongation rate exceeds 1000%, since the performance of the optical article obtained will fall, it is unpreferable. This is considered because the primer coat layer obtained becomes too soft.
  • a hard coat layer is formed by curing a coating composition containing inorganic oxide fine particles and an organosilicon compound on a primer coat layer, the scratch resistance of the hard coat layer is reduced and the resulting laminate ( Since the impact resistance of the optical substrate with a hard coat layer is lowered, it is not preferable.
  • the elongation percentage of the urethane resin is preferably 200% or more and 1000% or less, more preferably 250% or more and 900% or less.
  • the elongation percentage of the urethane resin is a value measured by the following method: A measurement method in the case of using an aqueous dispersion in which a urethane resin is dispersed in water will be described. First, an aqueous dispersion containing a urethane resin is placed in a petri dish or the like so that the thickness of the urethane resin after drying is about 500 ⁇ m, dried at room temperature for 24 hours, then at 80 ° C. for 6 hours, and further at 120 ° C. For 20 minutes to produce a urethane resin film.
  • the urethane resin film is cut into a size of 15 mm in width and 200 mm in length, and then a sample in which marks are written at intervals of 50 mm in the center is prepared.
  • the sample is attached to a tensile tester, the distance between the grips of the tester is set to 100 mm, and the elongation is measured by pulling the sample at a speed of 200 mm / min until it breaks.
  • the measurement temperature is 23 ° C.
  • the elongation percentage of the urethane resin contained in the primer composition can also be measured by producing a urethane resin film according to the above method.
  • the component A urethane resin preferably has an elongation measured by the above method of 200% or more and 1000% or less and a 100% modulus of 1.5 to 18 N / mm 2 .
  • This 100% modulus is measured at the same time as the elongation rate, and the urethane resin film (sample) is twice the length before test (distance between test points before test) (elongation rate 100%). It refers to the stress when When the 100% modulus of the urethane resin satisfies the above range, the performance of the obtained optical article, laminated body, first laminated article, etc. is improved.
  • the urethane resin of component A is not particularly limited as long as the elongation rate satisfies the above range, but the glass transition point (Tg) is preferably less than 0 ° C., more preferably ⁇ 5 ° C. or less. Preferably, it is ⁇ 10 ° C. or lower.
  • Tg glass transition point
  • the lower limit of the Tg of the urethane resin is not particularly limited, but is ⁇ 100 ° C. or higher in consideration of the productivity of the urethane resin and the performance of the obtained optical article, laminate, first laminate article, etc. It is preferably ⁇ 70 ° C. or higher, more preferably ⁇ 50 ° C. or higher.
  • the glass transition temperature (Tg) of the urethane resin is a value measured by the following method: The sample similar to the urethane resin film which measured the elongation rate is used. The glass transition temperature of the measurement sample is measured using a dynamic viscoelasticity measuring device (DMS 5600) manufactured by SII. The measurement conditions are: deformation mode; tension, temperature increase rate: 5 ° C./min, measurement frequency: 10 Hz, measurement temperature range: ⁇ 100 ° C. to 200 ° C.
  • the Tg of the urethane resin contained in the primer composition can also be measured by producing a urethane resin film according to the above method.
  • the urethane resin in the aqueous dispersion preferably has an average particle size of more than 50 nm and 140 nm or less.
  • the average particle diameter exceeds 140 nm, when the lower alcohol is added for the purpose of improving the wettability to the optical substrate, the storage stability of the primer composition itself tends to decrease. This is presumably because the urethane resin easily swells with respect to the lower alcohol, so that the viscosity increases due to the addition of the lower alcohol and the primer composition becomes unstable.
  • the average particle size is 50 nm or less, it becomes difficult to produce an aqueous dispersion of urethane resin itself.
  • the average particle diameter of the urethane resin in the aqueous dispersion satisfies the above range, when combined with the organic solvent described in detail below, the smoothness is good and a uniform coating film (primer coat layer) can be formed. It is considered that an optical article excellent in the above can be obtained. Moreover, since the above average particle diameter range conditions are satisfied, it is considered that the storage stability can be improved.
  • the average particle diameter of the urethane resin in the aqueous dispersion is a value measured with a laser diffraction scattering particle size distribution measuring device LS 230 manufactured by Beckman Coulter, Inc. Using this apparatus, the particle diameter of the urethane resin is measured by light diffraction using a laser having a wavelength of 750 nm. In addition, the average particle diameter in this invention is a volume average value measured by this method.
  • the concentration of the urethane resin in the aqueous dispersion may be appropriately determined according to the purpose of use and the like, but is preferably 20 to 60% by mass.
  • concentration of the urethane resin in the resulting primer composition can be easily adjusted.
  • Commercially available urethane resin aqueous dispersions that satisfy the above requirements can be used.
  • the primer composition for optical articles of the present invention contains an organic solvent (component B) having 2 to 7 carbon atoms having at least two hydroxyl groups in the molecule.
  • B component improves the wettability to the optical base material of a primer composition, and exhibits the effect which suppresses repellency.
  • suitable B component examples include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, cyclohexanediol, trimethylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2, 4-butenediol, hexylene glycol, trimethylolpropane, hexylene glycol, pentaerythritol, 1,5-pentanediol, glycerin, glycerin monoacetate and the like.
  • ethylene glycol and propylene glycol are preferable.
  • the B component preferably has a boiling point of 110 to 220 ° C. in consideration of improvement in wettability, suppression of repellency, and persistence in the resulting primer coat layer.
  • B component to A component, B component, with respect to 100 parts by weight of component A it is used at a mass ratio of 5 to 100 parts by weight.
  • the amount is less than 5 parts by mass, the wettability of the primer composition with respect to the lens substrate (particularly plastic) is lowered, and defects such as repelling occur.
  • 100 parts by mass or more it is preferable because defects such as dripping occur in the appearance of the formed primer layer, the drying property of the primer layer decreases, and the impact resistance and scratch resistance decrease. Absent.
  • the mass ratio of the B component to 100 parts by mass of the A component is: More preferred is 20 to 70 parts by mass, and still more preferred is 20 to 50 parts by mass.
  • the primer composition for optical articles of the present invention contains water (component C).
  • the water (component C) includes water used as a dispersion medium in the aqueous dispersion when an aqueous dispersion of urethane resin (component A) is used when preparing the primer composition.
  • component C the storage stability of the primer composition is improved and the working environment is improved.
  • C component to the A component, C component, relative to 100 parts by weight of component A are used in a weight ratio of 150 to 1,000 parts by weight.
  • the amount is less than 150 parts by mass, the storage stability of the primer composition is lowered, which is not preferable.
  • the amount is larger than 1000 parts by mass, defects such as repellency occur in the appearance of the formed primer layer, which is not preferable.
  • the mass ratio of the C component to the A component is more preferable. Is 250 to 600 parts by mass, more preferably 350 to 600 parts by mass.
  • component C When used as a primer composition when laminating a photochromic coat layer (when used for producing a first laminated article), in order to form a smooth primer coat layer having a predetermined film thickness, component C
  • the blending amount of (water) is preferably 150 to 300 parts by mass, more preferably 200 to 250 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component A.
  • Mass ratio of B component and C component (B / C)
  • the mass ratio (B / C) of the B component and the C component in the primer composition of the present invention is 0.01 or more and 0.20 or less.
  • the mass ratio (B component / C component) may be simply indicated as “mass ratio (B / C)”.
  • mass ratio (B / C) When the mass ratio (B / C) is less than 0.01, the wettability of the primer composition with respect to the optical substrate, particularly the plastic, is reduced, and defects such as repellency occur.
  • the mass ratio (B / C) is greater than 0.20, the formed primer coat layer cannot be kept smooth, resulting in poor appearance such as dripping, and the storage stability of the primer composition itself. The nature is also reduced.
  • the mass ratio (B / C) is preferably 0.03 to 0.15, more preferably 0.04 to 0.12, in order to maintain the storage stability of the primer composition itself and form a primer coat layer having a good appearance. .
  • the primer composition can be produced by mixing the A component, the B component and the C component by a known method.
  • the order of mixing each component is not particularly limited.
  • the optical article primer composition of the present invention exhibits an excellent effect, in addition to the A component, the B component, and the C component, in addition to the A component, the B component, and the C component, an ether is also present in the molecule of the D component.
  • An organic solvent having 3 to 9 carbon atoms having a bond or a carbonyl bond and having one hydroxyl group in the molecule can also be blended.
  • the D component will be described.
  • the primer composition for optical articles according to the present invention has 3 to 9 carbon atoms having an ether bond or a carbonyl bond in the molecule and one hydroxyl group in the molecule in addition to the A component, the B component and the C component.
  • An organic solvent (component D) can be contained.
  • suitable component D examples include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-t-butyl ether , Ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, dioxane; Examples include ketones such as alcohol.
  • diacetone alcohol ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-t-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monoethyl ether are preferable.
  • organic solvents are used alone or as a mixture of two or more.
  • Mass ratio of C component to the sum of B component and D component ((B + D) / C)
  • the D component when the D component is added, the D component is a mass ratio of the sum of the B component and the D component and the C component ((B component + D component) / C: simply “mass ratio ((B + D ) / C) ”) is used at a mass of 0.03 or more and 0.50 or less.
  • the mass ratio ((B + D) / C) is preferably 0.07 to 0.40, more preferably 0.10. ⁇ 0.35.
  • a leveling agent to the primer composition for optical articles according to the present invention for the purpose of improving the smoothness of the primer coat layer obtained.
  • a leveling agent known ones can be used without any limitation.
  • suitable leveling agents include silicon-based, fluorine-based, acrylic-based, and vinyl-based agents.
  • the leveling agent is added in an amount such that it is present in the primer composition in an amount of 10 to 10000 ppm, in particular 50 to 5000 ppm.
  • fine-particles can also be mix
  • the refractive index of the resulting primer coat layer can be improved, interference fringes caused by the difference from the refractive index of the optical substrate can be reduced, and the scratch resistance of the hard coat layer can be further improved. it can. Furthermore, the dissolution resistance of the primer coat layer with respect to the coating composition liquid for the hard coat layer can be improved. Specifically, silica is used as such inorganic oxide fine particles.
  • the particle diameter of the inorganic oxide fine particles is preferably about 1 to 300 nm.
  • Inorganic oxide fine particles are usually used as a sol dispersed in water or an organic solvent (especially an alcohol solvent) as a dispersion medium.
  • colloidal dispersion prevents particles from aggregating.
  • the inorganic oxide fine particles are preferably blended in the primer composition in the form of a sol dispersed in a water-soluble organic solvent or water.
  • the water-soluble organic solvent used as the dispersion medium for the inorganic oxide fine particles is a lower alcohol solvent having 1 to 3 carbon atoms and having one hydroxyl group in the molecule. Specifically, isopropanol, ethanol And methanol.
  • the blending amount of the inorganic oxide fine particles may be appropriately determined according to the use to be used, but is preferably 10 parts by mass or more and 200 parts by mass or less, more preferably, with respect to 100 parts by mass of component A. It is 20 parts by mass or more and 170 parts by mass or less, and particularly preferably 25 parts by mass or more and 150 parts by mass or less.
  • the quantity of the water contained in sol shall be contained in the quantity of the said C component.
  • the blending amount of the lower alcohol is preferably 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component A.
  • the content is 150 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or more and 120 parts by mass or less, and particularly preferably 15 parts by mass or more and 105 parts by mass or less.
  • the primer composition of the present invention is prepared so that the blending amounts of the B component, the C component, and the D component fall within the above ranges. Therefore, the primer composition exhibits excellent performance even when it contains inorganic oxide fine particles and the blending amount of the lower alcohol is 5 parts by mass or more and 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the component A. It is considered a thing.
  • the primer composition for optical article of the present invention comprises A component, B component and C component, and if necessary, D component and other components are added to these components. And mixed.
  • the component A is preferably used in the state of an aqueous dispersion of a urethane resin previously dispersed in water.
  • the order of mixing these components is not particularly limited, and mixing is performed according to a known method.
  • the primer composition of the present invention is prepared by mixing each component in a quantitative relationship so as to satisfy the above preferable range, but the solid content is preferably 3 to 30% by mass. In particular, considering the improvement in impact resistance and scratch resistance, the solid content concentration is preferably 5 to 25% by mass, more preferably 7 to 25% by mass.
  • concentration becomes a solid content density
  • the solid content concentration of the primer composition is preferably 20 to 30% by mass. . When this range is satisfied, it is easy to adjust the film thickness of the primer coat layer, and the obtained first laminated article exhibits excellent performance.
  • the solid content concentration of the primer composition can be calculated from the blending ratio of the primer composition, and can also be obtained by weighing the primer composition after it has been concentrated and dried.
  • optical substrate The primer composition for optical articles of the present invention can be used for improving the impact resistance of an optical substrate, particularly a plastic lens.
  • resins that form optical substrates include polycarbonate resins, acrylic or methacrylic (simply expressed as “(meth) acryl”) resins, allyl resins, thiourethane resins, urethane resins, and thioepoxy resins. And the like. These resin materials can be suitably used for the preparation of plastic lenses as lens substrates.
  • the primer composition for optical articles of the present invention has good adhesion to a (meth) acrylic resin, in particular, a polyfunctional acrylate having a (meth) acrylate group of 3 or more functional groups and a repeating unit. Adhesiveness to a (meth) acrylic resin obtained by curing a composition containing di (meth) acrylate having 2 to 15 alkylene glycol chains is good. Since such (meth) acrylic resin has a large free space, when it contains a photochromic compound, it becomes a (meth) acrylic resin (photochromic material) having excellent photochromic properties.
  • the primer composition for optical articles of the present invention can be suitably used for such a photochromic material.
  • the primer composition of the present invention can also be suitably used for an optical substrate in which a photochromic curable composition obtained by adding a photochromic compound to the composition is coated to form a photochromic coating layer.
  • the primer composition of this invention is applicable also to the optical base material (photochromic optical base material) obtained by hardening a photochromic curable composition as it is on the surface.
  • the photochromic curable composition is divided into two types according to usage.
  • the curable composition in the case of forming a photochromic coating layer by applying and curing a photochromic curable composition on an optical substrate is referred to as a “photochromic coating agent”.
  • curing a photochromic curable composition as it is and forming an optical base material be "the photochromic curable composition for casting.”
  • polyfunctional acrylate having a tri- or higher functional (meth) acrylate group examples include trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane trimethacrylate, and tetramethylolmethane triacrylate.
  • di (meth) acrylate having an alkylene glycol chain having 2 to 15 repeating units examples include polyethylene glycol dimethacrylate having an average molecular weight of 536, polytetramethylene glycol dimethacrylate having an average molecular weight of 736, and polypropylene glycol dimethacrylate having an average molecular weight of 536.
  • Methacrylate polyethylene glycol diacrylate having an average molecular weight of 258, polyethylene glycol diacrylate having an average molecular weight of 308, polyethylene glycol diacrylate having an average molecular weight of 522, polyethylene glycol methacrylate acrylate having an average molecular weight of 272, polyethylene glycol methacrylate acrylate having an average molecular weight of 536, 2,2 -Bis [4-methacryloxy (polyethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-acryloxy (diethoxy) phenyl] propane, 2,2-bi [4- acryloxy (polyethoxy) phenyl] propane.
  • polymerizable monomers are added to the composition containing a polyfunctional acrylate having a tri- or higher functional (meth) acrylate group and a di (meth) acrylate having an alkylene glycol chain having 2 to 15 repeating units.
  • (meth) acrylates such as glycidyl methacrylate and urethane acrylate may be added.
  • a photochromic coating agent or a curable composition for casting can be obtained by combining such a polymerizable monomer and a photochromic compound.
  • the photochromic compound is not particularly limited, and a known compound can be used.
  • JP-A-2-28154, JP-A-62-288830, International Publication WO94 / 22850, International Publication WO96 / 14596, International Publication WO01 / 60811, US Pat. No. 4,913,544, and Photochromic compounds described in US Pat. No. 5,562,005 can be used.
  • the quantity of the photochromic compound to be used is suitably determined according to the use of the photochromic coating agent or the curable composition for casting.
  • Photochromic optical substrate formed from a curable composition for casting This photochromic optical substrate is produced by a known method.
  • an antioxidant if necessary, an antioxidant, a radical scavenger, an ultraviolet stabilizer, an ultraviolet absorber, a release agent, an anti-coloring agent, an antistatic agent, a fluorescent dye, a dye, a pigment, a fragrance, Additives such as a plasticizer, a silane coupling agent, a photopolymerization initiator, and a thermal polymerization initiator can also be added.
  • Photochromic optical base material prepared using a photochromic coating agent This photochromic optical base material is also produced according to a known method, and if necessary, a silicon-based or fluorine-based surfactant (leveling agent) Agent), antioxidant, radical scavenger, UV stabilizer, UV absorber, mold release agent, anti-coloring agent, antistatic agent, fluorescent dye, dye, pigment, fragrance, plasticizer, silane coupling agent, photopolymerization Additives such as an initiator and a thermal polymerization initiator can also be added.
  • the optical substrate may not have a primer coat layer, or may have a primer layer formed from a known primer composition, for example, a moisture curable urethane resin as described in Patent Document 3.
  • the photochromic coating layer formed from the photochromic coating agent is formed, for example, by applying and curing a photochromic coating composition on an optical substrate on which a primer coat layer is formed.
  • a photochromic coating composition on an optical substrate on which a primer coat layer is formed.
  • curing light such as an ultraviolet-ray
  • curing light can be used conveniently using the photochromic coating agent with which the photoinitiator was mix
  • a known light source can be used without any limitation, and the light irradiation time is appropriately determined depending on the film thickness of the photochromic coating layer.
  • the photochromic coating agent When the photochromic coating agent is applied on the optical substrate on which the primer coat layer is formed, it is not necessary to perform any pretreatment.
  • the primer coat layer is cured (dried), cooled, and then the photochromic coating composition is applied. What is necessary is just to coat.
  • the method for applying the photochromic coating agent to the optical substrate on which the primer coat layer is formed is not particularly limited, and examples thereof include dip coating, spin coating, and dip spin coating. Among them, it is preferable to employ spin coating from the viewpoint of the uniformity of the coating film.
  • primer coat layer formed on the optical substrate with the primer composition for optical articles of the present invention will be described. Formation method of primer coat layer
  • the primer composition for optical articles of the present invention is applied on an optical substrate, and the primer composition is cured (dried) to have a primer coat layer formed on the optical substrate.
  • Optical articles can be manufactured.
  • the primer coat layer formed from the primer composition for optical articles of the present invention does not deteriorate the optical properties of the optical substrate, particularly the plastic lens. Therefore, the plastic lens on which the primer coat layer is laminated can be used as an optical article as it is.
  • the primer composition for an optical article of the present invention on an optical substrate, it is preferable to pretreat the surface of the optical substrate for the purpose of improving adhesion.
  • pretreatment degreasing treatment with an organic solvent, chemical treatment with a basic aqueous solution or an acidic aqueous solution, polishing treatment using an abrasive, plasma treatment using atmospheric pressure plasma and low pressure plasma, corona discharge treatment, flame treatment or Examples include UV ozone treatment.
  • a degreasing treatment with an organic solvent, an alkali treatment, a polishing treatment, a plasma treatment, a corona discharge treatment, a UV ozone treatment, or a combination thereof is performed.
  • the method for applying the primer composition for optical articles to the optical substrate is not particularly limited, and examples thereof include dip coating, spin coating, and dip spin coating. Among these, dip coating is preferably employed from the viewpoint of productivity and coating film uniformity.
  • the primer composition on the optical substrate is preferably heated to remove the solvent and form a primer coat layer.
  • the heating temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of room temperature to 120 ° C., particularly room temperature to 100 ° C. from the viewpoint of preventing deformation and discoloration of the optical substrate due to heating.
  • the heating time is not particularly limited, but is usually in the range of 1 minute to 1 hour, and particularly preferably 20 minutes or less from the viewpoint of productivity.
  • the primer composition for an optical article of the present invention has both uses for improving the impact resistance of the optical article and uses for improving the adhesion between the optical substrate and the photochromic coat layer.
  • the suitable thickness of the primer coat layer formed from the primer composition varies depending on each application. First, the case where it uses for the use which improves impact resistance is demonstrated.
  • Primer coat layer used to improve impact resistance In the case of an application for improving the impact resistance of an optical article, as described above, a primer coat layer is formed on the optical substrate from the primer composition for optical articles of the present invention, and then on the primer coat layer. Next, a hard coat layer described in detail below is formed. Process diagrams for manufacturing this optical article are shown in FIGS. Referring to these drawings, the primer coating layer 2 is formed by applying the primer composition of the present invention on the optical substrate 1 and drying it. When using the photochromic optical substrate 1 ′ (one having the photochromic coat layer 4 formed on the optical substrate) as the optical substrate, the optical article is manufactured by the method shown in FIG.
  • the primer coating layer 2 is formed by applying the primer composition for an optical article of the present invention on the photochromic coating layer 4 according to the above method and drying it.
  • a hard coat layer 3 is usually further formed on the primer coat layer 2.
  • the thickness of the primer coat layer 2 is preferably 0.1 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less.
  • Primer coat layer used for improving the adhesion between the optical substrate and the photochromic coat layer production of the first and second laminated articles
  • the primer composition for optical articles of the present invention can also enhance the adhesion between the optical substrate and the photochromic coat layer.
  • the outline of the manufacturing process of the 1st laminated article obtained by using the primer composition of this invention for this use was shown in FIG. Referring to FIG. 3, the primer composition 2 ′ is formed on the optical substrate 1 by applying the primer composition of the present invention according to the above-described method and drying it (manufacture an optical article).
  • the photochromic coating agent described in the photochromic optical substrate is applied onto the primer coat layer 2 ′, and the photochromic coating layer 4 is formed by the same method as the method for producing the photochromic optical substrate (first laminated article). Manufacturing).
  • the thickness of the primer coat layer 2 ′ is preferably 0.5 ⁇ m or more and 20.0 ⁇ m or less, more preferably 1.0 ⁇ m or more and 15.0 ⁇ m or less.
  • the first laminated article has excellent adhesion between the optical substrate and the photochromic coat layer, and has reduced problems such as the occurrence of cracks due to a decrease in impact resistance due to the formation of the photochromic coat layer. .
  • the photochromic optical base material formed from the above-mentioned curable composition for casting can be used, in order to make adjustment of a color tone easy, the optical base material which does not contain a photochromic compound is used. It is preferable.
  • the thickness of the photochromic coat layer 4 is not particularly limited, but is preferably 10 to 80 ⁇ m in order to exhibit an excellent effect.
  • the first laminated article obtained as described above can be used as it is, but when used for spectacle lens applications, a primer coat layer may be formed in order to further improve impact resistance. preferable.
  • the manufacturing process of the laminated article (second laminated article) of such an embodiment is shown in FIG.
  • the primer composition 2 of the present invention is further applied on the photochromic coat layer 4 of the first laminated article and dried to form the primer coat layer 2.
  • the thickness of the primer coat layer 2 is preferably 0.1 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less in order to improve the impact resistance.
  • the second laminated article on which the primer coat layer 2 is formed can be used for a spectacle lens or the like, but more preferably, on the primer coat layer 2, inorganic oxide fine particles and It is preferable to form a hard coat layer 3 obtained by curing a coating composition containing a hydrolyzable group-containing organosilicon compound (third laminated article).
  • Coating composition for hard coat layer a hard coat layer formed by curing a coating composition containing inorganic oxide fine particles and a hydrolyzable group-containing organosilicon compound on a primer coat layer. Further, it can be laminated.
  • the inorganic oxide fine particles used for forming the hard coat layer the above-mentioned silica sol and composite inorganic oxide fine particles can be used without any limitation.
  • the blending amount of the inorganic oxide fine particles is appropriately determined according to the kind of the inorganic oxide, the physical properties desired for the finally obtained hard coat layer, and the purpose, but in general, it is finally formed.
  • the proportion of the inorganic oxide fine particles in the hard coat layer is determined to be 20 to 80% by mass, particularly 40 to 60% by mass.
  • the mass of the hard coat layer can be determined by weighing the mass of the solid component remaining after heating the coating composition at 120 ° C. for 3 hours.
  • Hydrolyzable group-containing organosilicon compound has a function as a binder for inorganic oxide particles and forms a transparent cured body that becomes a matrix in the hard coat layer, and a polymerizable organosilicon compound is used. Is done.
  • the organosilicon compound has an alkoxyl group which is a functional group, and the above-mentioned known hydrolyzable group-containing organosilicon compound can be used without any limitation.
  • An organosilicon compound is used individually or in combination of 2 or more types.
  • the organosilicon compound is used for use in a form in which at least a part thereof is hydrolyzed or in a form of a partial condensate obtained by condensing the partial hydrolyzate.
  • the hydrolyzable group-containing organosilicon compound prevents the hard coat layer from cracking, and prevents the storage stability of the coating composition from being reduced. It is used in an amount of ⁇ 500 parts by weight, in particular 60 to 400 parts by weight, particularly preferably in an amount of 70 to 300 parts by weight.
  • the hydrolyzable group-containing organosilicon compound described here is in a state where the contained alkoxy group is not hydrolyzed.
  • the hydrolyzable group-containing organosilicon compound is hydrolyzed, and this hydrolyzate is polymerized and cured (polycondensation) in the form of incorporating inorganic oxide fine particles to form a matrix.
  • a cured body is formed, and a hard coat layer in which inorganic oxide fine particles are finely dispersed in a matrix is formed.
  • the amount of such water is 20 to 80 parts by weight, preferably 20 to 65 parts by weight, more preferably 20 to 60 parts by weight per 100 parts by weight of the total weight of the inorganic oxide fine particles and the hydrolyzable group-containing organosilicon compound. Part by mass. If the amount of water is too small, the hydrolysis of the alkoxy group contained in the hydrolyzable group-containing organosilicon compound will not proceed sufficiently, and the properties such as the hardness of the resulting hard coat layer and the storage stability of the coating composition will decrease. If it is too much more than necessary, it is difficult to form a hard coat film having a uniform thickness, which may adversely affect the optical properties of the optical substrate on which the hard coat film is formed.
  • the water used may be added in the form of an aqueous acid solution.
  • an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid or phosphoric acid, or an organic acid such as acetic acid or propionic acid can be added in the form of an aqueous solution.
  • hydrochloric acid and an aqueous acetic acid solution are preferably used from the viewpoint of storage stability and hydrolyzability of the coating composition.
  • the concentration of the aqueous acid solution is preferably 0.001 to 0.5 N, particularly 0.01 to 0.1 N.
  • the inorganic oxide fine particles may be used in the form of a dispersion (sol) dispersed in water.
  • the amount of water present in the coating composition for the hard coat layer is adjusted to be within the above range as the total amount of water contained in the dispersion of inorganic oxide fine particles and the acid aqueous solution.
  • the amount of water contained in the dispersion of inorganic oxide fine particles satisfies the above-described range of water amount, it is not necessary to add more water, and when the amount of water is less than the above-described range of water amount It is necessary to add more water.
  • a curing catalyst may be blended in order to promote polymerization and curing of the hydrolyzate of the hydrolyzable group-containing organosilicon compound described above.
  • the curing catalyst those known per se, for example, acetylacetonate complex, perchlorate, organometallic salt, various Lewis acids are used, and these are used alone or in admixture of two or more.
  • acetylacetonate complexes include aluminum acetylacetonate, lithium acetylacetonate, indium acetylacetonate, chromium acetylacetonate, nickel acetylacetonate, titanium acetylacetonate, iron acetylacetonate, zinc acetylacetonate.
  • examples thereof include narate, cobalt acetylacetonate, copper acetylacetonate, and zirconium acetylacetonate.
  • aluminum acetylacetonate and titanium acetylacetonate are preferable.
  • Examples of the perchlorate include magnesium perchlorate, aluminum perchlorate, zinc perchlorate, and ammonium perchlorate.
  • Examples of the organic metal salt include sodium acetate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, zinc octylate and the like.
  • Examples of Lewis acids include stannic chloride, aluminum chloride, ferric chloride, titanium chloride, zinc chloride, and antimony chloride.
  • an acetylacetonate complex is particularly suitable from the viewpoint that a hard coat film having high scratch resistance can be obtained in a short time even at a relatively low temperature, and 50% by mass or more of the polymerization catalyst.
  • it is preferred that the total amount of the polymerization catalyst is an acetylacetonate complex.
  • the above-mentioned curing catalyst is used in an amount in the range of 1 to 15 parts by mass, preferably 1 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the hydrolyzable group-containing organosilicon compound.
  • An organic solvent can also be mix
  • the organic solvent serves as a solvent for the hydrolyzable group-containing organosilicon compound, and serves as a dispersion medium for the inorganic oxide fine particles.
  • Known organic solvents can be used.
  • organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol and diacetone alcohol; lower alcohol esters of lower carboxylic acids such as methyl acetate, ethyl acetate and propyl acetate; cellosolve, Ethers such as dioxane and ethylene glycol monoisopropyl ether; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and acetylacetone; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene.
  • alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol and diacetone alcohol
  • lower alcohol esters of lower carboxylic acids such as methyl acetate, ethyl acetate and propyl acetate
  • cellosolve Ethers such as
  • organic solvents are used alone or in admixture of two or more.
  • methanol, isopropanol, t are particularly preferable from the viewpoint of having compatibility with water that is optionally added, and easily evaporating when the coating composition is cured to form a smooth hard coat film.
  • butyl alcohol, diacetone alcohol, ethylene glycol monoisopropyl ether or acetylacetone is preferable to use butyl alcohol, diacetone alcohol, ethylene glycol monoisopropyl ether or acetylacetone.
  • a part of such an organic solvent can be mixed with the inorganic oxide fine particles in advance as a dispersion medium of the inorganic oxide fine particles.
  • the amount of the organic solvent used is not particularly limited, but in order to obtain storage stability and sufficient scratch resistance, the total amount is usually 100 to 2500 parts by mass per 100 parts by mass of the hydrolyzable group-containing organosilicon compound, In particular, the range of 140 to 1500 parts by mass is preferable. Further, the amount of the organic solvent used here does not consider the amount of alcohol generated when the hydrolyzable group-containing organosilicon compound is hydrolyzed, but the hydrolyzable group-containing organosilicon compound is hydrolyzed. This is the amount used when it is not.
  • the coating composition for forming the hard coat layer can be produced by mixing the above components by a known method. Among them, the hydrolyzable group-containing organosilicon compound is preferably mixed with other components after being completely hydrolyzed.
  • a hard coat layer made of the coating composition can be formed on an optical article or a second laminated article on which a primer coat layer has been formed (a laminate and a third laminated article can be produced). it can).
  • FIG. 1 and FIG. 2 show process diagrams in the case of forming the hard coat layer 3 on the primer coat layer 2 of the optical article (manufacturing process of the laminate).
  • FIG. 3 shows a process diagram in the case where the hard coat layer 3 is formed on the primer coat layer 2 of the second laminated article (manufacturing process of the third laminated article).
  • the hard-coat layer 3 can be formed by apply
  • an optical article having excellent impact resistance and scratch resistance can be produced.
  • the coating composition for the hard coat layer onto the primer coat layer 2 formed on the optical article or the second laminated article it is not necessary to perform any pretreatment, and the primer coat layer 2 is cured (dried). After cooling, the coating composition may be applied.
  • the method for applying the coating composition on the primer coat layer 2 is not particularly limited, and examples thereof include dip coating, spin coating, and dip spin coating. Among these, dip coating is preferably employed from the viewpoint of productivity and coating film uniformity.
  • the heating temperature is not particularly limited, but it is preferably in the range of 90 to 130 ° C., particularly 90 to 110 ° C. from the viewpoints of adhesion, scratch resistance, and prevention of deformation and discoloration of the optical substrate due to heating.
  • the heating time is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 5 hours, and particularly preferably 1 to 3 hours from the viewpoint of productivity.
  • the film thickness of the hard coat layer 3 thus formed is preferably 1.0 ⁇ m or more and 4.0 ⁇ m or less.
  • the film thickness of the hard coat layer satisfies the above range, a laminate having excellent impact resistance and scratch resistance can be obtained.
  • the primer composition for optical articles of the present invention has a high impact resistance improving effect, a hard hard coat layer satisfying a Bayer value described in detail below of 5.0 or more, preferably 5.5 or more. It can be suitably applied to the laminate to be formed.
  • the laminate and the third laminated article having the hard coat layer made of the coating composition for the hard coat layer are further optionally provided with SiO 2 , TiO 2 on the hard coat layer. 2. It is also possible to carry out processing such as antireflection treatment, antistatic treatment, etc., and secondary treatment by vapor deposition of a thin film made of an inorganic oxide such as ZrO 2 , application of a thin film of an organic polymer.
  • Plastic lens 70mm diameter, 2.0mm thickness
  • Lens F a lens having a coating layer (photochromic coating layer) made of methacrylic resin on the surface of a plastic lens
  • Manufacturing method of lens E 43 parts by mass of polypropylene glycol dimethacrylate having an average molecular weight of 328, 10 parts by mass of trimethylolpropane trimethacrylate, 5 parts by mass of methoxypolyethylene glycol methacrylate having an average molecular weight of 394, and polyethylene glycol diacrylate 16 having an average molecular weight of 522, which are radical polymerizable monomers
  • a polymerizable monomer composition is prepared using, as a raw material, 1 part by weight of glycidyl methacrylate, 1 part by weight of ⁇ -methylstyrene dimer, and 25 parts by weight of urethane acrylate (EBECRYL 4858 manufactured by Daicel Chemical Industries).
  • the plastic lens thus prepared also has a diameter of 70 mm and a thickness of 2.0 mm.
  • lens F (lens having a coating layer (photochromic coating layer) made of methacrylic resin on the lens surface): 2,2-bis (4-acryloyloxypolyethylene glycol phenyl) propane having an average molecular weight of 776 / polyethylene glycol diacrylate / trimethylolpropane trimethacrylate / polyester oligomer hexaacrylate / glycidyl methacrylate having an average molecular weight of 532, which is a radical polymerizable monomer Were blended at a blending ratio of 40 parts by mass / 15 parts by mass / 25 parts by mass / 10 parts by mass / 10 parts by mass, respectively.
  • the photochromic compound (2) represented by the following structural formula was added to 100 parts by mass of the radical polymerizable monomer mixture, and ultrasonic dissolution was performed at 70 ° C. for 30 minutes. Thereafter, the weight ratio of CGI 1870 (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone) and bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide, which is a polymerization initiator, to the obtained composition was 3 : 7 mixture) 0.35 parts by mass, 5 parts by mass of bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate as a stabilizer, triethylene glycol-bis [3- (3-t-butyl- 5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionate] 3 parts by mass, 7 parts by mass of ⁇ -methacryloyloxypropyltrimethoxysilane as a silane coupling agent, and a silicone surfactant L manufactured
  • the lens is sufficiently degreased with acetone, and 4% with a 5% aqueous sodium hydroxide solution at 50 ° C. This was treated for 4 minutes, washed with running water for 4 minutes, washed with distilled water at 40 ° C. for 4 minutes, and then dried at 70 ° C.
  • a primer coating solution a moisture curing type primer “Takeseal PFR 402TP-4” manufactured by Takebayashi Chemical Industry Co., Ltd. and ethyl acetate were mixed in 50 parts by mass, respectively.
  • a liquid prepared by adding 0.03 parts by mass of a leveling agent FZ-2104 manufactured by Corning Co., Ltd. and sufficiently stirring until uniform in a nitrogen atmosphere was used.
  • This primer solution was spin-coated on the surface of the lens B using a spin coater 1H-DX-2 manufactured by MIKASA.
  • the lens was left at room temperature for 15 minutes to produce a lens substrate having a primer layer with a thickness of 7 ⁇ m.
  • about 1 g of the above-described photochromic coating agent was spin-coated on the surface of the lens substrate having the prepared primer layer.
  • the lens whose surface is coated with a photochromic coating, is equipped with a Fusion UV Systems D valve that is adjusted so that the output at 405 nm of the lens surface is 150 mW / cm 2 in a nitrogen gas atmosphere.
  • the applied F3000SQ was irradiated with light for 3 minutes to cure the coating film. Thereafter, heat treatment was further performed for 1 hour in a thermostat at 110 ° C. to obtain a lens F having a photochromic coating layer.
  • the film thickness of the resulting photochromic coat layer can be adjusted depending on the spin coating conditions, but the film thickness of the photochromic coat layer was adjusted to 40 ⁇ 1 ⁇ m.
  • Urethane resin having a skeleton derived from polycarbonate and having an elongation of 200% or more and 1000% or less (as an aqueous dispersion of urethane resin)
  • U1 Evaphanol HA-50C (manufactured by Nikka Chemical Co., Ltd .; average particle size 80 nm; elongation 450%; Tg-30 ° C .; 100% modulus 7 N / mm 2 ; solid content (urethane resin) concentration of about 35% by mass; water About 65% by mass; containing a skeleton derived from polycarbonate; crosslinkability)
  • Component B C2-C7 organic solvent ethylene glycol having at least two hydroxyl groups in the molecule (boiling point: 198 ° C) Propylene glycol (boiling point: 187 ° C)
  • D component an organic solvent having 3 to 9 carbon atoms having an ether bond or a carbonyl bond in the molecule and one hydroxyl group in the molecule
  • DAA diacetone alcohol (boiling point 169 ° C.)
  • EG1 Ethylene glycol monoisopropyl ether (boiling point 144 ° C)
  • EG2 Ethylene glycol mono-n-butyl ether (boiling point 170 ° C)
  • EG3 Ethylene glycol monomethyl ether (boiling point 124 ° C)
  • EG4 Ethylene glycol mono-t-butyl ether (boiling point 152 ° C)
  • PG1 Propylene glycol monomethyl ether
  • Hard Coat Composition 2 As an organic silicon compound, 58.8 g of ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane and 47.3 g of methyltriethoxysilane, and as an organic solvent, 47.5 g of ethylene glycol monoisopropyl ether, 25.2 g of acetylacetone, t-butyl 82.8 g of alcohol and 0.25 g of a silicone-based surfactant (trade name “L-7001” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) were mixed.
  • a silicone-based surfactant trade name “L-7001” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.
  • Bayer value A lens A (CR 39) subjected to alkali treatment was coated with a hard coat composition and cured at 110 ° C. for 2 hours to obtain a plastic lens having a film thickness of 2.5 ⁇ m.
  • the plastic lens was evaluated by the following method to calculate the Bayer value.
  • a Bayer test method ASTM D-4060 or ASTM F735-81 can be generally used.
  • ASTM D-4060 or ASTM F735-81 ASTM F735-81
  • a method of measuring Haze using a spectrometer and expressing the Bayer value using the following formula is common.
  • Bayer value is 4 or more and hard, and if it is 8 or more, it can be evaluated that it has Bayer scratch resistance comparable to glass.
  • Bayer value ⁇ Haze (non-coated) / ⁇ Haze (hard-coated)
  • ⁇ Haze (non-coated) means a value obtained by subtracting the Haze value before the test from the Haze value after the test in the non-coated lens
  • ⁇ Haze (hard coat) is calculated from the Haze value after the test in the hard-coated lens. The value obtained by subtracting the Haze value before the test.
  • the test method used for measuring the Bayer scratch resistance of the hard coat composition cured body was to attach two lenses to the abrasive holder having two holes with a diameter of 50 mm and the convex surface from below the holes. Then, 500g of ABRASIVE (abrasive made of alumina-zirconia) commercially available from SAINT-GOBAIN CERAMIC MATERIALS CANADA INC. Is used as an abrasive, put in an abrasive holder, and the lens surface is polished by vibration of the lens. It is by rubbing with an agent.
  • ABRASIVE abrasive made of alumina-zirconia
  • primer composition P1 As component A, urethane resin water dispersion U1 (Evaphanol HA-50C) 286 g (including 186 g of water as a dispersion medium), B component organic solvent 33 g, C component water 282 g (composition) As a whole, the C component is 468 g in combination with water contained in the urethane resin aqueous dispersion as a dispersion medium), 66 g of diacetone alcohol and silicon surfactant (product of Toray Dow Corning Co., Ltd. (Name “ST 103”) 1.3 g was mixed and stirred at room temperature for 1 hour to obtain a primer composition P1 having the composition shown in Table 1.
  • urethane resin water dispersion U1 (Evaphanol HA-50C) 286 g (including 186 g of water as a dispersion medium)
  • B component organic solvent 33 g As a whole, the C component is 468 g in combination with water contained in the urethane resin aque
  • primer composition P1 water mixed with water contained in the used urethane resin aqueous dispersion is mixed with the B component and the D component to form a single phase, and this single phase is used as a dispersion medium. It is considered that the urethane resin is dispersed.
  • all the primer compositions prepared in the following Examples and Comparative Examples, like this primer composition P1 form a single phase by mixing water with an organic solvent, and using this single phase as a dispersion medium. It is considered that the urethane resin is dispersed.
  • Primer composition P1 was stable for 6 months at 15 ° C. About the stability of a primer composition, the prepared primer composition was stored at 15 degreeC, and the physical property after a liquid and coating was evaluated by whether it was equivalent compared with the initial stage.
  • Lens A was thoroughly degreased with acetone and ultrasonically washed with a 5 mass% aqueous sodium hydroxide solution heated to 50 ° C. for 5 minutes. .
  • the primer composition P1 was applied to the surface of the lens A by dip coating at a lifting speed of 5 cm / min, and dried at 70 ° C. for 5 minutes to form a primer coat layer having a thickness of 1.0 ⁇ m ( Manufacturing of optical articles).
  • the hard coat composition 1 was applied on the optical article by dip coating at a lifting rate of 15 cm / min, and cured at 110 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness of 1.
  • a plastic lens (laminate) having a 0 ⁇ m primer coat layer and a hard coat layer with a thickness of 3.0 ⁇ m was obtained (Example 1).
  • lens F lens having a coating layer (photochromic coating layer) made of methacrylic resin on the plastic lens surface
  • P1 and hard coat composition 1 a plastic lens (laminate) having a primer coat layer with a film thickness of 1.0 ⁇ m and a hard coat layer with a film thickness of 3.0 ⁇ m was obtained in the same manner as described above. Examples 2-6).
  • the primer composition P1 and the hard coat plastic lenses (laminates) having a primer coat layer having a thickness of 0.7 ⁇ m and a hard coat layer having a thickness of 3.0 ⁇ m were obtained (Examples 7 to 8).
  • the following properties (1) to (5) were evaluated for each plastic lens having a primer coat layer and a hard coat layer. The results are summarized in Table 2.
  • Evaluation item (1) Appearance Evaluation of the appearance of the plastic lens having the primer coat layer and the hard coat layer is performed by irradiating the plastic lens having the coat layer with light of a high-pressure mercury lamp, projecting the projection surface onto a white paper, and visually Observed.
  • the evaluation criteria are as follows: ⁇ : Coat film non-uniformity is not recognized. ⁇ : There is no particular problem, but 1 or less streaky defects are observed in 1 or more of 5 sheets. ⁇ : There is no problem, but in 5 sheets. About 2 to 3 streak-like defects are observed in one or more sheets. ⁇ : About 4 to 9 streaky defects are observed in 3 or more out of 5 sheets. ⁇ : More than 10 streaky defects are observed. Defective, repellent pattern, or a combination is recognized and apparently poor appearance
  • Adhesiveness of the primer coat layer and the hard coat layer to the plastic lens was evaluated by a cross-cut tape test according to JIS D-0202. That is, using a cutter knife, cuts are made on the surface of the hard coat layer at intervals of about 1 mm to form 100 squares.
  • a cellophane adhesive tape (cello tape (registered trademark) manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was strongly pasted on it, and then it was pulled from the surface in a 90 ° direction at a stretch and peeled off, and then the square where the hard coat layer remained was measured. .
  • primer compositions P2 to P27 The urethane resin (component A) and organic solvent (components B and D) shown in Table 1 were used, and the same method as the preparation of primer composition P1 described in Examples 1 to 8 was used. Thus, each primer composition P2 to P27 was prepared. Table 1 shows the storage stability of each primer composition.
  • primer composition P28 As component A, urethane resin aqueous dispersion U1 (Evaphanol HA-50C) 286 g (including about 186 g of water as a dispersion medium), B component organic solvent 64 g, C component water 254 g (composition) As a whole, C component is 440 g together with water contained as a dispersion medium of urethane resin water dispersion, D acetone 32 g as D component, SOL1 as inorganic oxide fine particles (methanol-dispersed silica sol: Nissan Chemical Industries) 64 g made by Co., Ltd., silica concentration 30% by mass, and SOL2 (methanol-dispersed composite oxide fine particle sol: tin oxide 12.0% by mass, titanium oxide 61.3% by mass, zirconium oxide 14.3% by mass, silicon dioxide 12.3% by mass Containing oxide fine particles; composite inorganic oxide fine particle concentration 30 mass%) 254 g, and silicon-based surfactant (Toray Dow Corning
  • Primer composition P28 was stable at 15 ° C. for 6 months or longer. About the stability of a primer composition, the prepared primer composition was stored at 15 degreeC, and the physical property after a liquid and coating was evaluated by whether it was equivalent compared with the initial stage. Production and Evaluation of Laminate Using the prepared primer compositions P2 to P28, hard coat composition 1 or 2, and lenses A to D, respectively, in the same manner as described in Examples 1 to 8 above, A plastic lens (laminate) having a primer coat layer (having the thickness shown in Table 2) and a hard coat layer (film thickness of 3.0 ⁇ m) was prepared and evaluated. For the primer composition P6 using the urethane resin U3 as the component A, a primer layer was formed by drying at 110 ° C. for 30 minutes. The evaluation results are shown in Table 2. [Comparative Examples 1 to 6]
  • primer resin compositions P29 to P34 Using urethane resin (corresponding to component A in the primer composition of the present invention), organic solvent (corresponding to component B and component D) and water (corresponding to component C).
  • Primer compositions P29 to P34 having the compositions shown in Table 1 were prepared in the same manner as the primer composition P1.
  • Production and Evaluation of Laminate Using the prepared primer compositions P29 to P34, hard coat composition 1 or 2, lenses A, E, and F, in the same manner as described in Examples 1 to 8 above, Each obtained a plastic lens (laminate) having a primer coat layer (having the thickness shown in Table 2) and a hard coat layer having a thickness of 3.0 ⁇ m.
  • a primer layer was formed by drying at 110 ° C. for 30 minutes. The evaluation results are shown in Table 2.
  • a urethane resin having a polycarbonate-derived skeleton (component A), an organic solvent having 2 to 7 carbon atoms and having at least two hydroxyl groups in the molecule component B
  • component A polycarbonate-derived skeleton
  • component B organic solvent having 3 to 9 carbon atoms
  • component D organic solvent having 3 to 9 carbon atoms having an ether bond or a carbonyl bond in the molecule and one hydroxyl group in the molecule
  • the resulting primer composition has storage stability and is a laminate having good appearance, adhesion, boiling adhesion, scratch resistance and impact resistance by coating the primer composition on an optical substrate with a lens. Can be obtained.
  • the primer compositions as shown in Comparative Examples 1 to 6 are used, at least one physical property of storage stability, appearance, adhesion, boiling adhesion, scratch resistance and impact resistance is used. Was insufficient.
  • primer composition P35 Urethane resin aqueous dispersion U1 (Evaphanol HA-50C) 286 g (including 186 g of water as a dispersion medium) as component A, 20 g of erene glycol as organic solvent for component B, 54 g of component C water (composition) As a whole, the C component is 240 g in combination with water contained as a dispersion medium in the urethane resin water dispersion), and 40 g of diacetone alcohol is used as the D component, and the primer composition P1 described in Examples 1 to 8 is used.
  • a primer composition P35 having the composition shown in Table 3 was prepared. Table 3 shows the storage stability of the primer composition P35.
  • the primer composition P35 was spin-coated on the surface of the lens B using a spin coater 1H-DX2 manufactured by MIKASA.
  • the lens B was cured (dried) at 70 ° C. for 10 minutes to obtain an optical article having a primer coat layer with a thickness of 7 ⁇ m.
  • the photochromic curable composition prepared in the above-mentioned method for producing the lens F was spin-coated on the surface of the lens (optical article) having the primer coat layer.
  • the lens B whose surface was coated with a coating film of photochromic coating agent was used using F3000SQ equipped with a D-valve manufactured by Fusion UV Systems, which was adjusted so that the output at 405 nm of the lens surface was 150 mW / cm 2.
  • the film was cured by irradiating light for 3 minutes in a nitrogen gas atmosphere. Thereafter, heat treatment was further performed for 1 hour in a thermostat at 110 ° C. to obtain a lens (first laminate) having a photochromic coating layer.
  • the film thickness of the photochromic coat layer can be adjusted according to the operation conditions of the spin coat, but the film thickness of the photochromic coat layer was set to 40 ⁇ 1 ⁇ m.
  • the characteristics shown in items (1), (3), and (4) described in Examples 1 to 8 were evaluated.
  • the obtained plastic lens B had appearance: ⁇ , adhesion: 100/100, boiling adhesion (5 hours): 100/100.
  • the results are summarized in Table 4. [Examples 37 to 39]
  • primer compositions P36 to P38 Using the urethane resin (component A) and the organic solvent (components B and D) shown in Table 3, the same method as the preparation of primer composition P1 described in Examples 1 to 8 was used. Thus, each primer composition P36 to P38 was prepared. Table 3 shows the storage stability of each primer composition. Production and Evaluation of First Laminated Article Using the primer compositions P36 to P38 prepared, lenses having a primer coat layer and a photochromic coat layer, respectively, in the same manner as described in Example 36 above (first Laminate) was prepared and evaluated. The evaluation results are shown in Table 4. [Examples 40 to 43]
  • the primer composition 1 and the hard coat composition 1 prepared in Examples 1 to 8 were carried out on each first laminated article.
  • a primer coat layer made of the primer composition 1 was formed, and a hard coat layer made of the hard coat composition 1 was further formed on the primer coat layer.
  • a lens (third laminated article) having a primer coat layer, a photochromic coat layer, a primer coat layer, and a hard coat layer in this order on the lens surface was produced.
  • the primer composition of the present invention is further formed on a lens in which a primer layer is formed using the primer composition of the present invention and a photochromic coat layer is laminated thereon.
  • a primer layer is formed using an object and a hard coat layer is further laminated, a plastic lens having good appearance, adhesion, boiling adhesion, scratch resistance and impact resistance can be obtained.

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Abstract

光学基材上に、優れた外観、密着性を有し、光学基材の耐擦傷性、耐衝撃性を改善するプラーマーコート層を形成でき、それ自体、優れた保存安定性を有する光学物品用プライマー組成物であって、ハードコート層用及びフォトクロミックコート層用のプライマーコート層を形成するための両方の用途で使用されるプライマー組成物を提供する。該プライマー組成物は、(A)ポリカーボネート由来の骨格を有し、特定の伸び率を有するウレタン樹脂、(B)分子内に2個以上の水酸基を有する炭素数2~7の有機溶媒及び(C)水を含み、A成分100質量部に対して、B成分が5~100質量部、C成分が150~1000質量部であり、質量比(B成分/C成分)が0.01以上、0.20以下である。

Description

光学物品用プライマー組成物及び光学物品
 本発明は、ポリカーボネート由来の骨格を有するウレタン樹脂を含んでなる新規な光学物品用プライマー組成物、及びプラスチックレンズ(光学基材)の表面上において前記プライマー組成物を硬化させることによって形成されたプライマーコート層を含む新規な光学物品に関する。本発明は、光学基材の表面上の前記プライマーコート層の上に、さらに、無機酸化物微粒子及び有機ケイ素化合物を含んでなるハードコート組成物を硬化させることによって形成されたハードコート層を有する新規な光学物品(積層体)に関する。さらに、本発明は、光学基材の表面上に形成された前記プライマーコート層の上に、フォトクロミック性を有するフォトクロミックコート層が形成されてなる新規な光学物品にも関する。
 プラスチックレンズの表面は、レンズを形成する合成樹脂の耐擦傷性が低いため、そのままでは傷つき易く、通常は、レンズ表面にハードコート層が形成されている。一般に、ハードコート層を積層する場合、耐擦傷性は改善されるものの、プラスチックレンズの耐衝撃性が低下することが知られている。さらに、プラスチックレンズ表面からの反射光を抑制するために、前記ハードコート層上には、無機酸化物を蒸着することによって、反射防止コート層が積層されている。しかし、ハードコート層に加えて、反射防止コート層を積層する場合には、得られるプラスチックンズの耐衝撃性は、より一層低下し、より割れ易くなることが知られている。そのため、このような耐衝撃性を向上させることを目的として、一般に、プラスチックレンズとハードコート層との間に、プライマーコート層を介在させることが検討されてきた。
 このようなプラスチックレンズ用のプライマー組成物としては、ウレタン樹脂を用いたものが一般的に知られている(特許文献1及び2参照)。
 しかし、これらのウレタン樹脂を含んでなるプライマー組成物は、達成される密着性が、プラスチックレンズを構成する合成樹脂(レンズ基材)の種類によって左右され、密着性が十分ではない場合を生ずる。さらに、一般的なハードコート層によって達成されるよりも、さらに高い耐擦傷性を得るために、より高硬度のハードコート層を積層しても、耐衝撃性が十分に向上しないという問題点があった。
 例えば、特許文献1に記載されているアルキレングリコール類、ポリアルキレングリコール類、ポリ(アルキレンアジペート)類、ポリ-ε-カプロラクトン、ポリブタジエングリコール類、ポリ(アルキレンカーボネート)類又はシリコーンポリオールから選ばれる活性水素含有化合物とポリイソシアネートとから得られるポリウレタン樹脂を含んでなるプライマー組成物を使用した場合には、レンズ基材の種類によっては、密着性が十分ではない場合があった。また、高温でプライマーコート層を硬化させるために、耐熱性が低いプラスチックレンズでは、熱変形や、着色等が問題となる場合があった。さらに、プライマー組成物がトルエンなどの有機溶媒を含有するため、プラスチックレンズを溶解する、作業環境に臭気を発生させる等の問題もあった。
 また、特許文献2に記載されている、多官能性イソシアネートと、アニオン性ジオール、ポリエーテルジオール及びポリエステルジオールからなる群から選ばれるポリオールとの縮合によって生成されるポリウレタンの水性分散液からなるプライマー組成物を使用する場合には、レンズ基材の種類によっては、密着性が十分ではない場合があった。さらに、より高硬度のハードコート層を積層する際には、耐衝撃性が十分に向上しない場合があった。
 近年、プラスチックレンズの耐衝撃性を改良するプライマー組成物としては、環境問題の点から、ウレタン樹脂の水分散体が使用されている。しかし、水分散体を使用する場合には、プラスチックレンズに対するぬれ性が低く、レンズ表面に形成される塗膜の平滑性等の外観についての問題があった。このような問題の解消に当り、プライマー組成物のぬれ性を向上させ、塗膜の平滑性を向上させるために、有機溶媒を添加することが行われているが、形成されるプライマー組成物自体の保存安定性が低下するなど、新たな問題が生じている。
 一方、プラスチックレンズ等の光学製品においては、レンズにフォトクロミック特性を持たせるために、光学基材の表面に、フォトクロミック化合物を含んでなるフォトクロミックコーティング層を形成することが行われている。このフォトクロミックコーティング層は、プラスチックレンズ上に、フォトクロミック化合物及び重合性単量体を含むフォトクロミックコーティング剤を塗布した後、硬化させることにより形成される(以下、このようなフォトクロミックコート層を形成する方法を、単に、「コーティング法」と表示する場合もある)。
 コーティング法においては、フォトクロミック化合物及び特定の重合性単量体を含むフォトクロミックコーティング剤を使用することにより、プラスチックレンズ上に、直接、フォトクロミックコート層を形成することができる。近年、フォトクロミックコート層とプラスチックレンズとの密着性をより高めるため、プラスチックレンズ上にプライマーコート層を設けた後、フォトクロミックコート層を形成する方法が採用されている。具体的には、フォトクロミックコート層用のプライマーコート層を形成するために、湿気硬化性ポリウレタン樹脂を含むプライマー組成物(特許文献3)又はウレタン樹脂エマルジョンを含むプライマー組成物(特許文献4)を使用することが知られている。しかし、これらのプライマー組成物では、プラスチックレンズとフォトクロミックコート層との密着性を高めることができるが、一方では、以下の課題もあった。
 すなわち、特許文献3に記載されている方法では、例えば、ポリカーボネートからなる光学基材にプライマーコート層を形成する場合、プライマー組成物を構成する溶媒が光学基材表面を過剰に溶解させることがあった。それを防止するためには、別途、光学基材の表面に、新たな防止用膜を形成しなければならず、操作性についての課題があった。
 また、特許文献4に記載されている方法では、この種のプライマー組成物の使用により、プラスチックレンズとフォトクロミックコート層との間の十分な密着性を達成することができる。しかし、形成されたプライマーコート層は、フォトクロミックコート層を有するプラスチックレンズの耐衝撃性を改善する効果については、必ずしも寄与することはなく、このようなプラスチックレンズの耐衝撃性を改善するための使用には、他の手段が必要である。このような課題は、プライマー組成物において使用するウレタン樹脂の構造によるものと考えられる。
日本国特許第2956887号 日本国特許第3269630号 国際公開WO04/078476号パンフレット 国際公開WO08/001875号パンフレット
 上述のように、プラスチックレンズ表面にハードコート層又はフォトクロミックコート層を形成する際の、プラスチックレンズ表面とハードコート層又はフォトクロミックコート層との間にプライマーコート層を形成するために使用されるプライマー組成物であって、レンズ基材に左右されることなく、良好な密着性を提供すると共に、ハードコート層(場合により、さらに反射防止コート層を含む)が形成される場合だけでなく、フォトクロミックコート層が形成される場合にも使用でき、ハードコート層及び/又はフォトクロミックコート層を有するプラスチックレンズの耐衝撃性を向上させることができ、加えて、プラスチックレンズ表面に形成される塗膜の平滑性等の良好な外観を提供するプライマー組成物が求められている。
 本発明の目的は、ハードコート層及び/又はフォトクロミックコート層を有する光学基材の耐衝撃性を向上させるだけでなく、塗膜(コート層)が均一な平滑性を有し、外観不良を生じることがなく、光学基材との密着性に優れ、さらには、それ自体の保存安定性に優れた、ハードコート層用及びフォトクロミックコート層用の両方の用途で使用できる光学物品用プライマー組成物を提供することにある。
 特に、本発明の目的は、光学基材上に、プライマー組成物からプライマーコート層を形成し、次いで、該プライマーコート層上に、無機酸化物微粒子及び有機ケイ素化合物の加水分解物より形成されるハードコート層を積層した場合に、優れた耐擦傷性、耐衝撃性を発揮する光学物品用プライマー組成物を提供することにある。
 さらに、本発明の目的は、光学基材上に、プライマー組成物からプライマーコート層を形成し、次いで、該プライマーコート層上に、フォトクロミックコート層を形成した場合に、光学基材とフォトクロミックコート層との良好な密着性を提供すると共に、優れた耐衝撃性をできる光学物品用プライマー組成物を提供することにある。
 本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行い、得られる光学物品の外観を改善し、従来のものよりも優れた耐衝撃性、耐擦傷性、密着性等の性能を達成し、かつプライマー組成物自体の保存安定性を高めるためには、特定の溶媒を組み合わせ、かつ特定の構造(物性)を有するウレタン樹脂を使用する必要があることを見出し、本発明に至った。
さらに、上記組み合わせのプライマー組成物は、レンズ基材と、フォトクロミック化合物を含むフォトクロミックコート層との密着性及び耐衝撃性をも改善できることも見出し、本発明に至った。
 本発明の第1の目的は、
(A)ポリカーボネート由来の骨格を有し、伸び率が200%以上、1000%以下であるウレタン樹脂(単に「A成分」と表記する)、
(B)分子内に2個以上の水酸基を有する炭素数2~7の有機溶媒(単に「B成分」と表記する)、及び
(C)水(単に「C成分」と表記する)
を含む光学物品用プライマー組成物であって、A成分100質量部に対して、B成分が5~100質量部、C成分が150~1000質量部であり、質量比(B成分/C成分)(単に「質量比(B/C)」と表記する)が0.01以上、0.20以下であることを特徴とする光学物品用プライマー組成物を提供することにある。
 前記光学物品用プライマー組成物は、さらに、(D)分子内にエーテル結合又はカルボニル結合を有し、かつ分子内に1つの水酸基を有する炭素数3~9の有機溶媒(単に「D成分」と表記する)を含み、質量比((B+D成分)/C成分)(単に「質量比((B+D)/C)」と表記する)が0.03以上、0.50以下である光学物品用プライマー組成物である。
 前記光学物品用プライマー組成物において、A成分が、ポリカーボネート由来の骨格を有し、伸び率が200%以上、1000%以下であるウレタン樹脂の水分散体であることが好ましい。
 本発明の第2の目的は、光学基材上に、前記光学物品用プライマー組成物を硬化させることによって得られたプライマーコート層を有する光学物品を提供することにある。
 第2の目的の光学物品において、前記光学基材がフォトクロミック光学基材であり、特に、フォトクロミック光学基材が、光学基材上において、フォトクロミック化合物を含むフォトクロミック硬化性組成物を硬化させることによって得られたフォトクロミックコート層を有するものである場合に、優れた効果を発揮する。
 本発明の第3の目的は、光学基材上に形成された前記プライマーコート層上に、無機酸化物微粒子及び加水分解性基含有有機ケイ素化合物を含むコーティング組成物を硬化させることによって得られたハードコート層を有する積層体を提供することにある。
 本発明の第4の目的は、光学基材上に形成された前記プライマーコート層上に、フォトクロミック化合物を含むフォトクロミック硬化性組成物を硬化させることによって得られたフォトクロミックコート層を有する第一積層物品を提供することにある。
 本発明の第5の目的は、前記第一積層物品のフォトクロミックコート層上に、本発明のプライマー組成物から形成されたプライマーコート層を有する第二積層物品を提供することにある。
 本発明の第6の目的は、前記第二積層品のプライマーコート層上に、前記ハードコート層を形成した第三積層物品を提供することにある。
 本発明の光学物品用プライマー組成物は、光学基材(特に、プラスチックレンズ)とハードコート層との密着性を高めることができる。さらに、このハードコート層付き光学物品の耐衝撃性を向上させることができる。また、本発明の光学物品用プライマー組成物は、優れた保存安定性を有している。
 本発明の光学物品用プライマー組成物を硬化させて得られるプライマーコート層を有する光学物品は、ハードコート層のみを積層した光学基材と比較して、優れた耐衝撃性を有し、ハードコート層の密着性が高い。しかも、本発明の光学物品用プライマー組成物を使用することにより、耐擦傷性、外観にも優れる高品質なハードコート層付き光学基材を得ることができる。
 本発明の光学物品用プライマー組成物は、光学基材がフォトクロミック光学基材である場合に優れた効果を発揮する。中でも、フォトクロミック光学基材が、光学基材上にフォトクロミックコート層が形成されたものである場合に、特に優れた効果を発揮する。なお、この場合、フォトクロミックコート層上に、少なくとも光学物品用プライマー組成物より得られるプライマーコート層が形成される。
 さらに、本発明の光学物品用プライマー組成物は、フォトクロミックコート層と光学基材との密着性を改善できる。このような用途に使用する場合には、光学基材上に、本発明のプライマー組成物からプライマーコート層を形成し、次いで、プライマーコート層上にフォトクロミックコート層を形成する。
 以上のように、本発明の光学物品用プライマー組成物は、光学基材とハードコート層との密着性、光学基材とフォトクロミックコート層との密着性、及びフォトクロミックコート層とハードコート層との密着性を改善することができる。しかも、これら形態を有する光学物品の耐衝撃性をも改善できる。
本発明の積層体を製造する一態様の工程図である。 本発明の積層体を製造する他の態様の工程図である。 本発明の第三積層体を製造する一態様の工程図である。
 以下、本発明を詳述する。
 本発明による光学物品用プライマー組成物は、
(A)ポリカーボネート由来の骨格を有し、伸び率が200%以上、1000%以下であるウレタン樹脂、
(B)分子内に2個以上の水酸基を有する炭素数2~7の有機溶媒、及び
(C)水
を含み、A成分100質量部に対して、B成分が5~100質量部であり、C成分が150~1000質量部であり、質量比(B/C)が0.01以上、0.20以下である。
 なお、光学物品用プライマー組成物とは、プラスチックレンズのような光学基材上に塗布されるものであり、得られる光学物品の耐衝撃性を改善するものである。光学物品用プライマー組成物から形成されるプライマーコート層は、光学基材と下記に詳述するハードコート層又はフォトクロミックコート層との間に形成され、両者の密着性を高めることができる。特に、ハードコート層付き光学基材の耐衝撃性を改善することができる。
 本発明の光学物品用プライマー組成物の各成分について説明する。
 ポリカーボネート由来の骨格を有し、伸び率が200%以上、1000%以下であるウレタン樹脂(A成分)
 本発明の光学物品用プライマー組成物は、ポリカーボネート由来の骨格を有し、伸び率が200%以上、1000%以下であるウレタン樹脂(A成分)を含む。本発明のプライマー組成物は、ウレタン樹脂が、水及び有機溶媒に分散した分散体であるが、その調製に当たって使用するウレタン樹脂の形状、性状は、特に制限される。中でも、プライマー組成物の調製のし易さ、ウレタン樹脂の入手のし易さを考慮すると、A成分のウレタン樹脂として、予め水に分散されたウレタン樹脂水分散体を用いて、プライマー組成物を製造することが好ましい。
 A成分のウレタン樹脂は、ポリカーボネート由来の骨格を有するため、ポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートとの反応物からなる。一般的に、ウレタン樹脂を構成するポリオールとしては、ポリアルキレングリコール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテル・エステルポリオールなどが用いられているが、プラスチックレンズを構成する各種レンズ基材への密着性及び耐衝撃性を向上させる効果を考慮すると、ポリカーボネートポリオールを使用することが重要である。つまり、本発明においては、ポリカーボネート由来の骨格を有するウレタン樹脂を使用することにより、優れた効果を発揮できる。
 ポリカーボネートポリオールとしては、公知のものを何ら制限なく使用することができるが、中でも、ポリ(ヘキサメチレンカーボネート)等のポリ(アルキレンカーボネート)類等が好適である。
 ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、トルイジンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、4,4-ジフェニルジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、4,4-ジフェニルエーテルジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニール)チオホスフェート、テトラメチルキシレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート化合物;1,3,3-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’-、2,4’-、又は2,2’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート又はそれらの混合物、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、1,8-ジイソシアネート-4-イソシナネートメチルオクタン、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイイソシアネート等の脂肪族イソシアネート化合物を挙げることができる。
 本発明で使用するウレタン樹脂は、前記ポリカーボネートポリオールと前記ポリイソシアネートとから構成されるが、その他、イオウ、又はハロゲン基を1種又は2種以上含むポリイソシアネート、ビュウレット、イソシアヌレート、アロファネート、カルボジイミドなどの変性体を含むものであってもよい。
 本発明で使用するウレタン樹脂は架橋構造を含むものが好ましい。分子鎖中に架橋構造を含むウレタン樹脂を用いることにより、プライマーコート層上に、ハードコート層を形成するためのコーティング組成物を塗布した際に、プライマーコート層の該コーティング組成物に対する耐溶出性を高めることができ、積層体の製造時間を短縮できる。また、得られた積層体は、外観が優れ、耐衝撃性の良好なものとなる。
 本発明のプライマー組成物におけるA成分のウレタン樹脂は、伸び率が200%以上、1000%以下であるものである。伸び率が200%未満の場合には、プライマーコート層を有する光学物品の耐衝撃性が不十分となる。これは、得られるプライマーコート層の柔軟性が低くなるためと考えられる。また、伸び率が1000%を超える場合には、得られる光学物品の性能が低下するため好ましくない。これは、得られるプライマーコート層が柔らかくなり過ぎるためと考えられる。特に、プライマーコート層上に、無機酸化物微粒子及び有機ケイ素化合物を含むコーティング組成物を硬化させてハードコート層を形成する場合、ハードコート層の耐擦傷性が低下すると共に、得られる積層体(ハードコート層付き光学基材)の耐衝撃性が低下するため好ましくない。
 また、フォトクロミックコート層と光学基材との密着性を改善する用途(第一、第二、及び第三積層物品等を製造する用途)において、ウレタン樹脂の伸び率が上記範囲を満足しない場合には、十分に密着性を改善することができため好ましくない。
 得られる光学物品、積層体、第一積層物品等の性能を考慮すると、ウレタン樹脂の伸び率は、好ましくは200%以上、1000%以下であり、より好ましくは250%以上、900%以下である。
 なお、ウレタン樹脂の伸び率は、以下の方法により測定した値である:
 ウレタン樹脂が水に分散した水分散体を使用する場合の測定方法について説明する。先ず、ウレタン樹脂を含む水分散体を、乾燥後のウレタン樹脂の膜厚が約500μmになるように、シャーレ等の容器に取り分け、室温で24時間乾燥後、80℃で6時間、さらに120℃で20分間乾燥させ、ウレタン樹脂のフィルムを作製する。次いで、このウレタン樹脂フィルムを幅15mm、長さ200 mmの大きさに切断した後、中央部に50mm間隔で標点を記したサンプルを作製する。このサンプルを引っ張り試験機に取り付け、試験機のつかみの間隔を100 mmとし、200 mm/分の速さでサンプルを破断するまで引っ張ることで伸び率を測定する。測定温度は23℃である。なお、プライマー組成物に含まれるウレタン樹脂の伸び率も、上記方法に従い、ウレタン樹脂のフィルムを作製して測定することができる。
 伸び率の計算方法は、下記の通りである。
 伸び率(%)=((破断時の標点間距離-試験前の標点間距離)/(試験前の標点間距離))×100
 A成分のウレタン樹脂は、上記方法で測定される伸び率が200%以上、1000%以下であると同時に、100%モジュラスが1.5~18N/mm2であることが好ましい。この100%モジュラスは、前記伸び率と同時に測定されるものであり、ウレタン樹脂フィルム(サンプル)が、試験前の長さ(試験前の標点間距離)の2倍(伸び率100%)になったときの応力を指す。ウレタン樹脂の100%モジュラスが上記範囲を満足することにより、得られる光学物品、積層体、第一積層物品等の性能を向上する。
 A成分のウレタン樹脂は、伸び率が上記範囲を満足すれば特に制限されるものではないが、ガラス転移点(Tg)が0℃未満であることが好ましく、-5℃以下であることがより好ましく、-10℃以下であることがさらに好ましい。Tgが0℃未満であるウレタン樹脂を使用することにより、光学物品、積層体、第一積層物品等の耐衝撃性、密着性をより改善することができる。また、ウレタン樹脂のTgの下限も、特に制限されるものではないが、ウレタン樹脂の生産性、得られる光学物品、積層体、第一積層物品等の性能を考慮すると、-100℃以上であることが好ましく、-70℃以上であることがより好ましく、-50℃以上であることがさらに好ましい。
 なお、上記ウレタン樹脂のガラス転移温度(Tg)は、以下の方法により測定した値である:
 伸び率を測定したウレタン樹脂フィルムと同様のサンプルを使用する。SII社製動的粘弾性測定装置(DMS 5600)を用いて、測定サンプルのガラス転移温度を測定する。測定条件は、変形モード;引張り、昇温速度;5℃/分、測定周波数;10Hz、測定温度範囲;-100℃~200℃である。なお、プライマー組成物に含まれるウレタン樹脂のTgも、上記方法に従い、ウレタン樹脂のフィルムを作製して測定することができる。
 前記の通り、本発明においては、プライマー組成物の製造のし易さを考慮すると、A成分のウレタン樹脂として、予め水分散体としたものを使用することが好ましい。水分散体を使用する場合、この水分散体におけるウレタン樹脂は、平均粒径が50nmを超え、140 nm以下であることが好ましい。平均粒径が140 nmを超える場合、光学基材へのぬれ性改良の目的で低級アルコールを添加した際に、プライマー組成物そのものの保存安定性が低下する傾向にある。これは、ウレタン樹脂が低級アルコールに対して膨潤し易いため、低級アルコールの添加により粘度が増加して、プライマー組成物が不安定になるためと考えられる。一方、平均粒径が50nm以下のものは、ウレタン樹脂の水分散体自体の製造が難しくなる。水分散体におけるウレタン樹脂の平均粒径が前記範囲を満足することにより、下記に詳述する有機溶媒と組み合わせた際、平滑性がよく、均一な塗膜(プライマーコート層)を形成でき、外観に優れる光学物品が得られるものと考えられる。また、上記平均粒径の範囲条件を満足するため、保存安定性が改善できるものと考えられる。
 水分散体におけるウレタン樹脂の平均粒径は、ベックマン・コールター株式会社製レーザー回折散乱粒度分布測定装置LS 230にて測定した値である。該装置を使用し、波長750 nmのレーザーを用いた光回折により、ウレタン樹脂の粒径を測定している。なお、本発明における平均粒径は、該方法により測定した体積平均値である。
 水分散体におけるウレタン樹脂の濃度(ウレタン樹脂固形分の濃度)は、使用する目的等に応じて適宜決定すればよいが、20~60質量%であることが好ましい。この濃度を満足するウレタン樹脂の水分散体を使用する場合、取扱いが容易であり、得られるプライマー組成物におけるウレタン樹脂の濃度を容易に調節できる。
 上記のような要件を満足するウレタン樹脂の水分散体は、市販のものを使用することができる。具体的には、第一工業製薬株式会社製「スーパーフレックス」シリーズ、日華化学株式会社製「ネオステッカー」、「エバファノール」シリーズ、DIC株式会社製「ハイドラン」シリーズ等が例示される。
 分子内に2個以上の水酸基を有する炭素数2~7個の有機溶媒(B成分)
 本発明の光学物品用プライマー組成物は、分子内に少なくとも2つの水酸基を有する炭素数2~7の有機溶媒(B成分)を含む。
 B成分は、プライマー組成物の光学基材へのぬれ性を向上させ、ハジキを抑制する効果を発揮させるものである。
 好適なB成分を例示すれば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、シクロヘキサンジオール、トリメチレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,4-ブテンジオール、ヘキシレングリコール、トリメチロールプロパン、ヘキシレングリコール、ペンタエリスリトール、1,5-ペンタンジオール、グリセリン、グリセリンモノアセタート等が挙げられる。中でも、エチレングリコール、プロピレングリコールが好ましい。
 また、B成分は、ぬれ性の向上、ハジキの抑制、さらに、得られるプライマーコート層への残留性を考慮すると、沸点が110~220℃であることが好ましい。
 A成分に対するB成分の質量割合
 本発明によれば、B成分は、A成分100質量部に対して、5~100質量部の質量割合で使用される。5質量部未満の場合には、プライマー組成物のレンズ基材(特に、プラスチック)に対するぬれ性が低下し、ハジキ等の不良が発生する。一方、100質量部以上の場合には、形成されるプライマー層の外観に液垂れ等の不良が発生したり、プライマー層の乾燥性が低下し、耐衝撃性、耐擦傷性が低下するため好ましくない。
 プライマー組成物のぬれ性を改善し、外観が良好なプライマーコート層を形成し、耐衝撃性、耐擦傷性の低下を起こさないためには、A成分100質量部に対するB成分の質量割合は、より好ましくは20~70質量部であり、さらに好ましくは20~50質量部である。
 水(C成分)
 本発明の光学物品用プライマー組成物は水(C成分)を含むものである。
 水(C成分)には、該プライマー組成物を調製する際、ウレタン樹脂(A成分)の水分散体を使用する場合、水分散体において分散媒と使用されている水も含まれる。
 C成分を使用することによって、プライマー組成物の保存安定性が向上され、作業環境が改善される。
 A成分に対するC成分の質量割合
 本発明によれば、C成分は、A成分100質量部に対して、150~1000質量部の質量割合で使用される。150質量部未満の場合には、プライマー組成物の保存安定性が低下するため好ましくない。一方、1000質量部より大の場合には、形成されるプライマー層の外観にハジキ等の不良が発生するため好ましくない。
 プライマー組成物の保存安定性を改善し、外観が良好なプライマーコート層を形成し、耐衝撃性、耐擦傷性の低下を起こさないためには、A成分に対するC成分の質量割合は、より好ましくは250~600質量部であり、さらに好ましくは350~600質量部である。
 フォトクロミックコート層を積層する際のプライマー組成物として使用する場合(第一積層物品の製造に使用する場合)には、所定の膜厚を有する平滑なプライマーコート層を形成すためには、C成分(水)の配合量は、A成分100質量部に対して、好ましくは150~300質量部であり、さらに好ましく200~250質量部である。
 B成分とC成分の質量比(B/C)
 本発明のプライマー組成物におけるB成分とC成分との質量比(B/C)は、が0.01以上、0.20以下である。質量比(B成分/C成分)を、単に「質量比(B/C)」と表示することがある。質量比(B/C)が0.01未満である場合には、プライマー組成物の光学基材、特に、プラスチックに対するぬれ性が低下し、ハジキ等の不良が発生する。一方、質量比(B/C)が0.20より大である場合には、形成されるプライマーコート層の平滑性が保てず、液垂れ等の外観不良が発生し、プライマー組成物自体の保存安定性も低下する。
プライマー組成物自体の保存安定性を保ち、外観が良好なプライマーコート層を形成するためには、質量比(B/C)は、好ましくは0.03~0.15であり、より好ましくは0.04~0.12である。
 プライマー組成物は、A成分、B成分及びC成分を公知の方法で混合することにより製造ができる。各成分を混合する順序は特に制限されるものではない。
 本発明の光学物品プライマー組成物は優れた効果を発揮するが、さらに、より優れた効果を発揮するためには、A成分、B成分及びC成分以外に、さらに、D成分の分子内にエーテル結合又はカルボニル結合を有し、かつ分子内に1つの水酸基を有する炭素数3~9の有機溶媒を配合することもできる。D成分について説明する。
 分子内にエーテル結合又はカルボニル結合を有し、かつ分子内に1つの水酸基を有する炭素数3~9の有機溶媒(D成分)
 本発明による光学物品用プライマー組成物は、A成分、B成分及びC成分に加えて、分子内にエーテル結合又はカルボニル結合を有し、かつ分子内に1つの水酸基を有する炭素数3~9の有機溶媒(D成分)を含有できる。
 D成分を配合することにより、得られるプライマーコート層は、より平滑であり、膜厚の均一性が向上される。
 好適なD成分を例示すれば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-t-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジオキサンなどのエーテル類;ジアセトンアルコールなどのケトン類等が挙げられる。中でも、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-t-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルが好ましい。これら有機溶媒は、単独で又は2種類以上の混合物として使用される。
 B成分とD成分との和に対するC成分の質量比((B+D)/C)
 本発明によるプライマー組成物において、D成分を添加する場合、D成分は、B成分とD成分の和とC成分との質量比((B成分+D成分)/C:単に「質量比((B+D)/C)」と表示する)が0.03以上、0.50以下となる質量で使用される。形成されるプライマー層の平滑性及び膜厚の均一性、プライマー組成物自体の保存安定性を考慮すると、質量比((B+D)/C)は、好ましくは0.07~0.40であり、より好ましくは0.10~0.35である。
 その他の成分
 本発明による光学物品用プライマー組成物には、得られるプライマーコート層の平滑性を向上させるという目的から、レベリング剤を添加することが好適である。レベリング剤としては、公知のものが何ら制限なく使用できるが、好適なものを例示すれば、シリコン系、フッ素系、アクリル系、ビニル系等を挙げることができる。該レベリング剤は、プライマー組成物中に10~10000 ppm、特に、50~5000 ppmの量で存在するような量で添加される。
 また、本発明の光学物品用プライマー組成物には、無機酸化物微粒子を配合することもできる。無機酸化物微粒子を配合することにより、得られるプライマーコート層の屈折率を向上し、光学基材の屈折率との差によって生ずる干渉縞を低減できると共に、ハードコート層の耐擦傷性をより向上できる。さらに、ハードコート層用のコーティング組成物液に対するプライマーコート層の耐溶解性を向上できる。
 このような無機酸化物微粒子としては、具体的には、シリカが使用される。また、屈折率を高めるために配合する場合には、Si、Al、Ti、Fe、In、Zr、Au、Sn、Sb、W及びCeから選ばれる少なくとも1種の元素を含む無機酸化物又は複合無機酸化物からなる微粒子、特に、Si、Al、Ti、Fe、Zr、Sn、Sb及びWからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を含む無機酸化物又は複合無機酸化物微粒子からなる無機酸化物微粒子を使用することが好適である。この無機酸化物微粒子の粒子径としては、1~300 nm程度が好適に使用できる。
 無機酸化物微粒子は、通常、分散媒として水又は有機溶媒(特に、アルコール系溶媒)に分散させたゾルとして使用に供され、一般に、コロイド分散させることによって、粒子が凝集することが防止される。例えば、本発明では、プライマー組成物中に均一に分散させるとの観点から、無機酸化物微粒子を、水溶性有機溶媒又は水に分散させたゾルの形でプライマー組成物中に配合することが好ましい。無機酸化物微粒子の分散媒として使用される水溶性有機溶媒としては、炭素数が1~3であって、分子内に水酸基1個を有する低級アルコール溶媒であり、具体的には、イソプロパノール、エタノール、メタノールが挙げられる。
 無機酸化物微粒子の配合量は、使用する用途に応じて適宜決定すればよいが、A成分100質量部に対して、好ましくは、10質量部以上、200質量部以下であり、より好ましくは、20質量部以上、170質量部以下であり、特に好ましくは、25質量部以上、150質量部以下である。また、無機酸化物微粒子を水に分散させたゾルとしてプライマー組成物に配合する場合には、ゾルに含まれる水の量は、前記C成分の量に含まれるものとする。一方、無機酸化物微粒子を前記低級アルコール溶媒に分散させたゾルとしてプライマー組成物に配合する場合には、当該低級アルコールの配合量は、A成分100質量部に対して、好ましくは、5質量部以上、150質量部以下であり、より好ましくは、10質量部以上、120質量部以下であり、特に好ましくは、15質量部以上、105質量部以下である。本発明のプライマー組成物は、B成分、C成分、及びD成分の配合量を前記範囲となるように調製している。そのため、該プライマー組成物は、無機酸化物微粒子を含み、且つ低級アルコールの配合量を、A成分100質量部に対して、5質量部以上、150質量部以下としても、優れた性能を発揮するものと考えられる。
 本発明の光学物品用プライマー組成物の製造方法
 本発明の光学物品用プライマー組成物は、A成分、B成分及びC成分を、必要であれば、これら成分に、D成分及びその他の成分を加えて混合することにより製造される。混合をより容易に実施するためには、A成分は、予め水に分散させたウレタン樹脂の水分散体の状態で使用することが好ましい。これら各成分を混合する順序は特に制限されるものではなく、公知の方法に従って混合を行う。
 本発明のプライマー組成物は、各構成成分が上記の好ましい範囲を満足するような量的関係で混合することによって調製されるが、固形分の濃度が3~30質量%となることが好ましい。中でも、耐衝撃性、耐擦傷性の向上を考慮すると、固形分濃度は、好ましくは5~25質量%であり、さらに好ましくは7~25質量%である。なお、この固形分濃度は、固形分を形成する物質がウレタン樹脂のみの場合は、ウレタン樹脂の濃度が固形分濃度となる。
 光学基材とフォトクロミックコート層との密着性を改善するためのプライマー組成物(第一積層物品用のプライマー組成物)では、プライマー組成物の固形分濃度は、好ましくは20~30質量%である。この範囲を満足する場合、プライマーコート層の膜厚を調整し易く、得られる第一積層物品が優れた性能を発揮する。
 なお、プライマー組成物の固形分濃度は、プライマー組成物の配合割合から換算することができ、また、プライマー組成物を濃縮、乾燥した後、秤量することによっても求められる。
 次に、本発明の光学物品用プライマー組成物を使用できる光学基材について説明する。
 光学基材
 本発明の上記光学物品用プライマー組成物は、光学基材、特に、プラスチックレンズの耐衝撃性を改善するために使用することができる。光学基材を形成する樹脂を例示すれば、ポリカーボネート系樹脂、アクリル又はメタクリル(単に「(メタ)アクリル」と表示する)系樹脂、アリル系樹脂、チオウレタン系樹脂、ウレタン系樹脂及びチオエポキシ系樹脂等の基材を挙げることができる。これらの樹脂材は、レンズ基材としてプラスチックレンズの調製に好適に使用できる。
 フォトクロミック光学基材
 本発明の光学物品用プライマー組成物は、中でも、(メタ)アクリル系樹脂との密着性がよく、特に、3官能以上の(メタ)アクリレート基を有する多官能アクリレート及び繰り返し単位が2~15のアルキレングリコール鎖を有するジ(メタ)アクリレートを含む組成物を硬化させた(メタ)アクリル系樹脂に対しての密着性がよい。このような(メタ)アクリル系樹脂は、自由空間が大きいため、フォトクロミック化合物を含有した場合、優れたフォトクロミック特性を有する(メタ)アクリル系樹脂(フォトクロミック材)となる。本発明の光学物品用プライマー組成物は、このようなフォトクロミック材に好適に使用できる。
 さらに、3官能以上の(メタ)アクリレート基を有する多官能アクリレート及び繰り返し単位が2~15のアルキレングリコール鎖を有するジ(メタ)アクリレートを含む組成物を硬化させた(メタ)アクリル系樹脂は、上記の通り、自由空間が大きいため、フォトクロミック化合物を多く含むこともできる。そのため、該組成物にフォトクロミック化合物を加えたフォトクロミック硬化性組成物をコーティングし、フォトクロミックコート層を形成した光学基材に対しても、本発明のプライマー組成物は好適に使用することができる。また、本発明のプライマー組成物は、その表面上にフォトクロミック硬化性組成物をそのまま硬化させて得られる光学基材(フォトクロミック光学基材)にも適用できる。
 なお、以下の説明では、前記フォトクロミック硬化性組成物を、使用法に応じて、2種類に分ける。光学基材上に、フォトクロミック硬化性組成物を塗布し、硬化させることによって、フォトクロミックコート層を形成する場合の該硬化性組成物を「フォトクロミックコーティング剤」とする。また、フォトクロミック硬化性組成物を、そのまま硬化させて光学基材を形成する場合の該硬化性組成物を、「キャスト用フォトクロミック硬化性組成物」とする。
 3官能以上の(メタ)アクリレート基を有する多官能アクリレートを具体的に例示すれば、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレートが挙げられる。また、繰り返し単位が2~15のアルキレングリコール鎖を有するジ(メタ)アクリレートとしては、平均分子量536のポリエチレングリコールジメタクリレート、平均分子量736のポリテトラメチレングリコールジメタアクリレート、平均分子量536のポリプロピレングリコールジメタクリレート、平均分子量258のポリエチレングリコールジアクリレート、平均分子量308のポリエチレングリコールジアクリレート、平均分子量522のポリエチレングリコールジアクリレート、平均分子量272のポリエチレングリコールメタクリレートアクリレート、平均分子量536のポリエチレングリコールメタクリレートアクリレート、2,2-ビス[4-メタクリロキシ(ポリエトキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-アクリロキシ(ジエトキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-アクリロキシ(ポリエトキシ)フェニル]プロパンが挙げられる。
 また、3官能以上の(メタ)アクリレート基を有する多官能アクリレート及び繰り返し単位が2~15のアルキレングリコール鎖を有するジ(メタ)アクリレートを含む組成物には、他の重合性単量体を加えてもよく、たとえば、グリシジルメタクリレート、ウレタンアクリレート等の(メタ)アクリレートを加えることもできる。
 このような重合性単量体とフォトクロミック化合物とを組み合わせることにより、フォトクロミックコーティング剤又はキャスト用硬化性組成物を得ることができる。
 なお、上記フォトクロミック化合物は、特に制限されるものではなく、公知の化合物を使用することができる。例えば、特開平2-28154号公報、特開昭62-288830号公報、国際公開WO94/22850号パンフレット、国際公開WO96/14596号パンフレット、国際公開WO01/60811号パンフレット、米国特許4913544号公報、及び米国特許5623005号公報などに記載されているフォトクロミック化合物を使用することができる。また、使用するフォトクロミック化合物の量は、フォトクロミックコーティング剤又はキャスト用硬化性組成物の用途に応じて適宜決定される。
 次に、これらフォトクロミックコーティング剤又はキャスト用硬化性組成物を使用したフォトクロミック光学基材について説明する。
 キャスト用硬化性組成物から形成したフォトクロミック光学基材
 このフォトクロミック光学基材は、公知の方法で製造される。キャスト用硬化性組成物に、必要に応じて、酸化防止剤、ラジカル補足剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤、離型剤、着色防止剤、帯電防止剤、蛍光染料、染料、顔料、香料、可塑剤、シランカップリング剤、光重合開始剤、熱重合開始剤等の添加剤を加えることもできる。このようなキャスト用硬化性組成物を、例えば、所望の光学基材の形状に適合する形状の凹部を有する鋳型に注入し、公知の方法で硬化させることにより、フォトクロミック光学基材を製造することができる。
 フォトクロミックコーティング剤を使用して調製されるフォトクロミック光学基材
 このフォトクロミック光学基材も、公知の方法に従って製造される、フォトクロミックコーティング剤に、必要に応じて、シリコン系、フッ素系の界面活性剤(レベリング剤)、酸化防止剤、ラジカル補足剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤、離型剤、着色防止剤、帯電防止剤、蛍光染料、染料、顔料、香料、可塑剤、シランカップリング剤、光重合開始剤、熱重合開始剤等の添加剤を加えることもできる。
 光学基材は、プライマーコート層を持たない、又は公知のプライマー組成物、例えば、特許文献3に記載されているような湿気硬化型ウレタン樹脂より形成されるプライマー層を有していてもよい。
 フォトクロミックコーティング剤から形成されるフォトクロミックコート層は、例えば、プライマーコート層が形成されている光学基材上に、フォトクロミックコーティング組成物を塗布し、硬化させることによって形成される。硬化の方法は特に限定されないが、光重合開始剤が配合されているフォトクロミックコーティング剤を用いて、紫外線等の光を照射し硬化させる方法が好適に使用できる。
 紫外線等の光照射により硬化させる場合には、公知の光源を何ら制限なく使用することができ、光照射時間はフォトクロミックコート層の膜厚等により適宜決定される。
 フォトクロミックコーティング剤を、プライマーコート層が形成されている光学基材上に塗布する場合、特に前処理を行う必要はなく、プライマーコート層を硬化(乾燥)させ、冷却した後、フォトクロミックコーティング組成物を塗膜すればよい。
 フォトクロミックコーティング剤を、プライマーコート層が形成された光学基材に塗布する方法は、特に制限されるものではなく、ディップコーティング、スピンコーティング、ディップスピンコーティングなどの方法が挙げられる。中でも、塗膜の均一性の観点から、スピンコーティングを採用することが好ましい。
 次に、本発明の光学物品用プライマー組成物により、光学基材上に形成されるプライマーコート層について説明する。
 プライマーコート層の形成方法
 本発明の光学物品用プライマー組成物を光学基材上に塗布し、該プライマー組成物を硬化(乾燥)させることによって、光学基材上に形成されたプライマーコート層を有する光学物品を製造することができる。
 本発明の光学物品用プライマー組成物から形成されるプライマーコート層は、光学基材、特に、プラスチックレンズの光学特性を低下させることがない。そのため、プライマーコート層が積層されたプラスチックレンズは、そのままで光学物品としても使用することができる。さらに、プライマーコート層上において、無機酸化物微粒子及び加水分解性基含有有機ケイ素化合物を含むコーティング組成物を硬化させることによって、ハードコート層を積層することにより、優れた耐衝撃性と耐擦傷性とを有する光学物品(積層体)とすることもできる。
 本発明の光学物品用プライマー組成物を光学基材上に塗布するに当たり、密着性を向上させることを目的として、光学基材の表面を前処理しておくことが好ましい。前処理としては、有機溶剤による脱脂処理、塩基性水溶液又は酸性水溶液による化学的処理、研磨剤を用いた研磨処理、大気圧プラズマ及び低圧プラズマ等を用いたプラズマ処理、コロナ放電処理、火炎処理又はUVオゾン処理等を挙げることができる。中でも、光学基材とプライマーコート層との密着性を向上させる観点から、有機溶剤による脱脂処理、アルカリ処理、研磨処理、プラズマ処理、コロナ放電処理又はUVオゾン処理、或いはこれらを組み合わせた処理を行なうのが好適である。
 光学物品用プライマー組成物を光学基材に塗布する方法は、特に制限されるものではなく、ディップコーティング、スピンコーティング、ディップスピンコーティング等の方法が挙げられる。中でも、生産性、塗膜の均一性の観点から、ディップコーティングを採用することが好ましい。
 上記方法により光学基材上に塗布された光学物品用プライマー組成物は、最終的に、その中に含まれる溶剤が除去される。塗布終了後、光学基材上のプライマー組成物を加熱し、溶剤を除去して、プライマーコート層を形成させることが好ましい。加熱温度は、特に限定されないが、加熱による光学基材の変形、変色を防止するという観点から、室温~120℃、特に、室温~100℃の範囲であることが好適である。加熱時間は、特に限定されないが、通常、1分~1時間の範囲であり、生産性の観点から20分以下であることが特に好適である。
 本発明の光学物品用プライマー組成物は、上述のとおり、光学物品の耐衝撃性を改良する用途と、光学基材とフォトクロミックコート層との密着性を改善する用途の両方の用途を有する。プライマー組成物から形成されるプライマーコート層は、各用途によって、好適な厚みが異なる。先ず、耐衝撃性を改良する用途に使用する場合について説明する。
 耐衝撃性改良の用途に使用するプライマーコート層(光学物品の製造)
 光学物品の耐衝撃性を改良する用途の場合には、上述のように、光学基材上に、本発明の光学物品用プライマー組成物からプライマーコート層を形成し、次いで、該プライマーコート層上に、下記に詳述するハードコート層を形成する。
 この光学物品を製造する際の工程図を、図1、図2に示した。これらの図を参照すると、光学基材1上に、本発明のプライマー組成物を塗布し、乾燥させることによって、プライマーコート層2を形成する。光学基材として、フォトクロミック光学基材1'(光学基材上にフォトクロミックコート層4が形成されたもの)を使用する場合には、光学物品は、図2のような方法で製造される。この場合には、フォトクロミックコート層4上に、本発明の光学物品用プライマー組成物を上記方法に従って塗布し、乾燥させることにより、プライマーコート層2を形成する。
 このようにして製造された光学物品には、通常、プライマーコート層2上に、さらに、ハードコート層3が形成される。このような光学物品の場合、プライマーコート層2の膜厚は、0.1μm以上、5.0μm以下であることが好ましい。プライマーコート層の膜厚が上記範囲を満足することにより、耐衝撃性が向上すると共に、ハードコート層3を形成することによって、耐擦傷性の低下、クラック発生などの問題を低減できる。
 光学基材とフォトクロミックコート層との密着性を改善する用途に使用するプライマーコート層(第一積層物品及び第二積層物品の製造)
 本発明の光学物品用プライマー組成物は、光学基材とフォトクロミックコート層との密着性を高めることもできる。
 この用途で本発明のプライマー組成物を使用して得られる第一積層物品の製造工程の概略を図3に示した。図3を参照すると、光学基材1上に、本発明のプライマー組成物を上述の方法に従って塗布し、乾燥させることにより、プライマーコート層2’を形成する(光学物品を製造する)。次いで、上記フォトクロミック光学基材で説明したフォトクロミックコーティング剤を該プライマーコート層2’上に塗布し、フォトクロミック光学基材を製造する方法と同様の方法でフォトクロミックコーティング層4を形成する(第一積層物品を製造する)。
 この際、プライマーコート層2’の厚みは、好ましく0.5μm以上、20.0μm以下であり、さらに好ましくは1.0μm以上、15.0μm以下である。
 第一積層物品は、光学基材とフォトクロミックコート層との間の優れた密着性を有すると共に、フォトクロミックコート層を形成したことによる耐衝撃性の低下に伴うクラック発生などの問題が低減されている。
 また、光学基材としては、上述のキャスト用硬化性組成物から形成したフォトクロミック光学基材を使用できるが、色調の調整を容易にするためには、フォトクロミック化合物を含まない光学基材を使用することが好ましい。フォトクロミックコート層4の厚みは、特に制限されるものではないが、優れた効果を発揮するためには10~80μmであることが好ましい。
 上述のようにして得られた第一積層物品は、そのまま使用することもできるが、眼鏡レンズ用途に使用する場合には、さらに耐衝撃性を改善するために、プライマーコート層を形成することが好ましい。このような態様の積層物品(第二積層物品)の製造工程を図3に示した。
 図3を参照すると、この第二積層物品では、第一積層物品のフォトクロミックコート層4上に、さらに、本発明のプライマー組成物を塗布し、乾燥させることにより、プライマーコート層2を形成している。この場合、プライマーコート層2の厚みは、耐衝撃性を改善するためには、0.1μm以上、5.0μm以下であることが好ましい。
 上述のとおり、プライマーコート層2が形成された第二積層物品は、それ自体を眼鏡レンズ等に使用することもできるが、より好ましくは、プライマーコート層2上に、さらに、無機酸化物微粒子及び加水分解性基含有有機ケイ素化合物を含むコーティング組成物を硬化させて得られるハードコート層3を形成することが好ましい(第三積層物品)。
 次に、ハードコート層について説明する。
 ハードコート層用のコーティング組成物
 本発明によれば、プライマーコート層上において、無機酸化物微粒子及び加水分解性基含有有機ケイ素化合物を含むコーティング組成物を硬化させることによって形成されるハードコート層を、さらに、積層させることができる。ハードコート層の形成に使用される無機酸化物微粒子としては、前述のシリカゾル及び複合無機酸化物微粒子を何ら制限なく使用することができる。無機酸化物微粒子の配合量は、無機酸化物の種類、最終的に得られるハードコート層について望まれる物性、目的に応じて、適宜、決定されるが、一般的には、最終的に形成されるハードコート層に占める無機酸化物微粒子の割合が20~80質量%、特に40~60質量%となるような決定される。なお、ハードコート層の質量は、コーティング組成物を120℃で3時間加熱した後に残った固体成分の質量を秤量することにより求めることができる。
 加水分解性基含有有機ケイ素化合物は、無機酸化物粒子のバインダーとしての機能を有し、ハードコート層中でマトリックスとなる透明な硬化体を形成するものであり、重合可能な有機ケイ素化合物が使用される。有機ケイ素化合物は、官能基であるアルコキシル基を有するものであり、前述の公知の加水分解性基含有有機ケイ素化合物を何ら制限無く使用できる。有機ケイ素化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用される。有機ケイ素化合物は、その少なくとも一部が加水分解した形、又はその部分加水分解物が縮合した部分縮合物の形で使用に供される。本発明では、特にプラスチックレンズとの密着性、架橋性の観点から、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、テトラエトキシラン又はこれらの部分加水分解物、又は部分縮合物等が好適に使用される。
 本発明によれば、加水分解性基含有有機ケイ素化合物は、ハードコート層のクラックを防止し、コーティング組成物の保存安定性の低下を防止するために、無機酸化物微粒子100質量部当り、50~500質量部、特に60~400質量部の量で使用され、特に好ましくは、70~300質量部の量で使用される。また、無機酸化物微粒子との合計で、15~50質量%、好適には20~40質量%となる量でコーティング組成物中に存在するように使用される。ここに記載した加水分解性基含有有機ケイ素化合物は、含有するアルコキシ基が加水分解されていない状態のものである。
 ハードコート層形成用のコーティング組成物では、加水分解性基含有有機ケイ素化合物が加水分解し、この加水分解物が無機酸化物微粒子を取り込んだ形で重合硬化(重縮合)して、マトリックスとなる硬化体を形成し、無機酸化物微粒子が緻密にマトリックス中に分散したハードコート層を形成する。硬化体形成のための加水分解性基含有有機ケイ素化合物の加水分解を促進させるために、水の配合が必要となる。
 このような水の量は、無機酸化物微粒子と加水分解性基含有有機ケイ素化合物との合計質量100質量部当り、20~80質量部、好ましくは20~65質量部、さらに好ましくは20~60質量部である。水の量が少な過ぎると、加水分解性基含有有機ケイ素化合物に含まれるアルコキシ基の加水分解が十分に進行せず、得られるハードコート層の硬度、コーティング組成物の保存安定等の特性が低下するおそれがあり、必要以上に多すぎると、均一な厚みのハードコート膜の形成が困難となり、ハードコート膜が形成された光学基材の光学特性に悪影響を与えるおそれがある。
 使用される水は酸水溶液の形で添加されても構わず、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸等の無機酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸を水溶液の形で添加することができる。中でも、コーティング組成物の保存安定性、加水分解性の観点から、塩酸及び酢酸水溶液が好適に使用される。酸水溶液の濃度は、0.001~0.5N、特に0.01~0.1Nであることが好適である。尚、既に述べた通り、無機酸化物微粒子は、水に分散させた分散液(ゾル)の形態で使用されることがある。従って、ハードコート層用コーティング組成物中に存在する水の量は、無機酸化物微粒子の分散液及び酸水溶液に含まれる水の量の合計として上記範囲となるように調整される。例えば、無機酸化物微粒子の分散液に含まれる水の量が、上述した水量の範囲を満足している場合には、さらに水を添加する必要はなく、また上述した水量の範囲に満たない場合には、さらに水を添加することが必要である。
 ハードコート層用のコーティング組成物には、上述した加水分解性基含有有機ケイ素化合物の加水分解物の重合硬化を促進させるために、硬化触媒を配合することもできる。硬化触媒は、それ自体公知のもの、例えば、アセチルアセトナート錯体、過塩素酸塩、有機金属塩、各種ルイス酸が使用され、これらは単独で又は2種以上を混合して使用される。
 アセチルアセトナート錯体の具体的に例示すれば、アルミニウムアセチルアセトナート、リチウムアセチルアセトナート、インジウムアセチルアセトナート、クロムアセチルアセトナート、ニッケルアセチルアセトナート、チタニウムアセチルアセトナート、鉄アセチルアセトナート、亜鉛アセチルアセトナート、コバルトアセチルアセトナート、銅アセチルアセトナート、ジルコニウムアセチルアセトナート等を挙げることができる。これらの中では、アルミニウムアセチルアセトナート、チタニウムアセチルアセトナートが好適である。
 過塩素酸塩としては、過塩素酸マグネシウム、過塩素酸アルミニウム、過塩素酸亜鉛、過塩素酸アンモニウム等を例示することができる。
 有機金属塩としては、酢酸ナトリウム、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸亜鉛等を例示することができる。
 ルイス酸としては、塩化第二スズ、塩化アルミニウム、塩化第二鉄、塩化チタン、塩化亜鉛、塩化アンチモン等を例示することができる。
 ハードコート層用のコーティング組成物においては、比較的低温でも短時間で耐擦傷性の高いハードコート膜が得られるという観点から、アセチルアセトナート錯体が特に好適であり、重合触媒の50質量%以上、特に70質量%以上、最適には重合触媒の全量がアセチルアセトナート錯体であるのがよい。
 上述した硬化触媒は、硬い硬化膜を得るという観点から、前記加水分解性基含有有機ケイ素化合物100質量部当たり、1~15質量部、好ましくは1~10質量部の範囲の量で使用される。
 ハードコート層用のコーティング組成物には、有機溶媒を配合することもできる。有機溶媒は加水分解性基含有有機ケイ素化合物の溶剤となり、無機酸化物微粒子の分散媒となるものであるが、このような機能を有していると同時に、揮発性を有するものであれば、公知の有機溶媒が使用できる。このような有機溶媒の具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル等の低級カルボン酸の低級アルコールエステル類;セロソルブ、ジオキサン、エチレングリコールモノイソプロピルエーテルなどのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類;メチレンクロライド等のハロゲン化炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素が挙げられる。これら有機溶媒は、単独で又は2種以上を混合して使用される。中でも、任意的に添加される水との相溶性を有し、コーティング組成物の硬化の際に、容易に蒸発し、平滑なハードコート膜が形成されるという観点から、特にメタノール、イソプロパノール、t-ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、アセチルアセトンを使用するのが好ましい。また、このような有機溶媒の一部は、先に述べたように、無機酸化物微粒子の分散媒として、予め該無機酸化物微粒子と混合しておくこともできる。
 有機溶媒の使用量は特に限定されないが、保存安定性と十分な耐擦傷性を得るために、通常、合計量が、加水分解性基含有有機ケイ素化合物100質量部当たり、100~2500質量部、特に140~1500質量部の範囲であることが好ましい。また、ここで記載する有機溶剤の使用量は、加水分解性基含有有機ケイ素化合物が加水分解される際に生じるアルコールの量を考慮したものではなく、加水分解性基含有有機ケイ素化合物が加水分解されていない場合の使用量である。
 ハードコート層を形成するためのコーティング組成物は、上記成分を公知の方法により混合で製造できる。中でも、加水分解性基含有有機ケイ素化合物は、完全に加水分解させた後に、他の成分と混合することが好ましい。
 ハードコート層の形成方法(積層体及び第三積層物品の製造)
 本発明によれば、プライマーコート層が形成された光学物品又は第二積層物品に、上記コーティング組成物よりなるハードコート層を形成することができる(積層体及び第三積層物品を製造することができる)。
 図1及び図2に、光学物品のプライマーコート層2上に、ハードコート層3を形成する場合の工程図を示した(積層体の製造工程)。図3に、第二積層物品のプライマーコート層2上に、ハードコート層3を形成する場合の工程図を示した(第三積層物品の製造工程)。
 本発明によれば、ハードコート層3は、光学物品又は第二積層物品のプライマーコート層2上に、コーティング組成物を塗布し、乾燥・硬化させることによって、形成することができる。ハードコート層3を設けることにより、優れた耐衝撃性及び耐擦傷性を有する光学物品を作製することができる。
 ハードコート層用のコーティング組成物を、光学物品又は第二積層物品に形成されたプライマーコート層2上に塗布するに当たり、特に前処理を行う必要はなく、プライマーコート層2を硬化(乾燥)させ、冷却した後、コーティング組成物を塗布すればよい。
 コーティング組成物をプライマーコート層2上に塗布する方法は、特に制限されるものではなく、ディップコーティング、スピンコーティング、ディップスピンコーティングなどの方法が挙げられる。中でも、生産性、塗膜の均一性の観点から、ディップコーティングを採用することが好ましい。
 プライマーコート層2上に塗布されたコーティング組成物を熱処理して、最終的に、コーティング組成物中に含まれる溶剤を除去(乾燥)させる必要がある。塗布されたコーティング組成物の塗膜を加熱し、溶剤を除去して、ハードコート層3を形成させることが好ましい。加熱温度は特に限定されないが、密着性、耐擦傷性及び加熱による光学基材の変形、変色の防止の観点から、90~130℃、特に90~110℃の範囲であることが好適である。加熱時間は、特に限定されないが、通常1時間~5時間の範囲であり、生産性の観点から1時間~3時間であることが特に好適である。
 このようにして形成されたハードコート層3の膜厚は、1.0μm以上、4.0μm以下であることが好ましい。ハードコート層の膜厚が上記範囲を満足することにより、耐衝撃性及び耐擦傷性に優れる積層体が得られる。
 中でも、本発明の光学物品用プライマー組成物は、耐衝撃性の改良効果が高いため、下記に詳述するベイヤー値が5.0以上、好ましくは5.5以上を満足する硬いハードコート層を形成する積層体に好適に適用できる。
 その他の層
 本発明によれば、ハードコート層用のコーティング組成物からなるハードコート層を有する積層体及び第三積層物品には、さらに必要に応じて、ハードコート層上に、SiO2、TiO2、ZrO2等の無機酸化物からなる薄膜の蒸着、有機高分子体の薄膜の塗布等による反射防止処理、帯電防止処理等の加工及び2次処理を施すことも可能である。
 以下に例示するいくつかの実施例によって、本発明をさらに詳しく説明する。これらの実施例は、単に、本発明を説明するためのものであり、本発明の精神及び範囲は、これら実施例に限定されるものではない。
 実施例で使用する各成分、プラスチックレンズ(光学基材)の詳細を示す。
 プラスチックレンズ(直径70mm、厚み2.0mm):
  レンズA(アリル樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.50)
  レンズB(チオウレタン系樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.60)
  レンズC(チオウレタン系樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.67)
  レンズD(ポリカーボネート樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.59)
以上の市販のプラスチックレンズを使用した。
 フォトクロミック光学基材
  レンズE(メタクリル系樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.50)
  レンズF(プラスチックレンズ表面にメタクリル系樹脂からなるコーティング層(フォトクロミックコート層)を有するレンズ)
 レンズEの作製方法:
 ラジカル重合性単量体である平均分子量328のポリプロピレングリコールジメタクリレート43質量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート10質量部、平均分子量394のメトキシポリエチレングリコールメタクリレート5質量部、平均分子量522のポリエチレングリコールジアクリレート16質量部、グリシジルメタクリレート1質量部、α-メチルスチレンダイマー1質量部、ウレタンアクリレート(ダイセル化学工業製EBECRYL 4858)25質量部を原料とする重合性単量体組成物を調製し、この重合性単量体組成物100質量部に対し、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート0.1重量部、下記の構造式で表されるフォトクロミック化合物(1)0.03重量部、ラジカル重合開始剤としてt-ブチルパーオキシネオデカネート1.0重量部及び2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.1重量部を添加し、均質になるまで混合して、フォトクロミック重合硬化性組成物を調製した。次いで、得られた組成物を、ガラス板とエチレン-酢酸ビニル共重合体からなるガスケットとで構成された鋳型の中に注入して、注型重合を行った。重合には空気炉を用い、33℃から90℃まで17時間かけて徐々に昇温した後、90℃で2時間保持した。重合終了後、鋳型を空気炉から取り出し、放冷後、硬化体を鋳型のガラスから取り外し、その後、オーブンに入れ、110℃で3時間加熱した。このように調製したプラスチックレンズ(フォトクロミック光学基材)も、直径70mm、厚み2.0mmを有するものである。
 フォトクロミック化合物(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 レンズF(レンズ表面にメタクリル系樹脂からなるコーティング層(フォトクロミックコート層)を有するレンズ)の作製方法:
 ラジカル重合性単量体である平均分子量776の2,2-ビス(4-アクリロイルオキシポリエチレングリコールフェニル)プロパン/平均分子量532のポリエチレングリコールジアクリレート/トリメチロールプロパントリメタクリレート/ポリエステルオリゴマーヘキサアクリレート/グリシジルメタクリレートを、それぞれ、40質量部/15質量部/25質量部/10質量部/10質量部の配合割合で配合した。次に、このラジカル重合性単量体混合物100質量部に対して、下記構造式で表されるフォトクロミック化合物(2)3質量部を加え、70℃で30分間の超音波溶解を実施した。その後、得られた組成物に重合開始剤であるCGI 1870(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルホスフィンオキサイドとの重量比3:7混合物)0.35質量部、安定剤であるビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート5質量部、トリエチレングリコール-ビス[3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]3質量部、シランカップリング剤であるγ-メタク
リロイルオキシプロピルトリメトキシシラン7質量部及びレベリング剤である東レ・ダウコーニング株式会社製シリコン系界面活性剤L-70010.1質量部を添加し、均質になるまで混合して、フォトクロミック硬化性組成物(「フォトクロミックコーティング剤」)を調製した。
 フォトクロミック化合物(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 光学基材として、厚さ2.0mmのレンズB(チオウレタン系樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.60)を使用し、レンズをアセトンで十分に脱脂し、50℃の5%水酸化ナトリウム水溶液で4分間処理し、4分間流水洗浄し、40℃の蒸留水で4分間洗浄した後、70℃で乾燥させた。次いで、プライマーコート液として、竹林化学工業株式会社製湿気硬化型プライマー「タケシールPFR 402TP-4」及び酢酸エチルを、それぞれ50質量部ずつで混合し、さらに、この混合液に対して、東レ・ダウコーニング株式会社製レベリング剤FZ-2104 0.03質量部を添加し、窒素雰囲気下で、均一になるまで充分に撹拌することによって調製した液を使用した。このプライマー液を、MIKASA製スピンコーター 1H-DX-2を用いて、レンズB表面にスピンコートした。レンズを室温において15分間放置して、膜厚7μmのプライマー層を有するレンズ基材を作製した。
 次いで、上述のフォトクロミックコーティング剤約1gを、作製したプライマー層を有するレンズ基材の表面にスピンコートした。フォトクロミックコーティング剤の塗膜により表面がコートされたレンズに、窒素ガス雰囲気中で、レンズ表面の405 nmにおける出力が150 mW/cm2になるように調整したフュージョンUVシステムズ社製のDバルブを搭載したF3000SQを用いて、3分間、光照射し、塗膜を硬化させた。その後、さらに110℃の恒温器にて、1時間の加熱処理を行い、フォトクロミックコート層を有するレンズFを得た。得られるフォトクロミックコート層の膜厚は、スピンコートの条件によって調整が可能であるが、フォトクロミックコート層の膜厚を40±1μmとなるように調整した。
 A成分:ポリカーボネート由来の骨格を有し、伸び率が200%以上、1000%以下であるウレタン樹脂(ウレタン樹脂の水分散体として)
 U1:エバファノールHA-50C(日華化学株式会社製;平均粒径80nm;伸び率450%;Tg -30℃;100%モジュラス7N/mm2;固形分(ウレタン樹脂)濃度約35質量%;水約65質量%;ポリカーボネート由来の骨格含有;架橋性)
 U2:エバファノールHA-107C(日華化学株式会社製;平均粒径120 nm;伸び率900%;Tg -30℃;100%モジュラス2N/mm2;固形分(ウレタン樹脂)濃度約40質量%;水約60質量%;ポリカーボネート由来の骨格含有;架橋性)
 U3:ハイドランWLS-213(DIC株式会社製;平均粒径120 nm;伸び率400%;Tg-35℃;100%モジュラス6N/mm2;固形分(ウレタン樹脂)濃度約35質量%;水約65質量%;ポリカーボネート由来の骨格含有;非架橋性)
 U4:スーパーフレックス420(第一工業製薬株式会社製;平均粒径120 nm;伸び率280%;Tg -20℃;100%モジュラス15N/mm2;固形分(ウレタン樹脂)濃度約32質量%;水約65質量%;ポリカーボネート由来の骨格含有;架橋性)
 A成分を含有しないウレタン樹脂水分散体
 U5:ネオレッツR-9603(楠本化成株式会社製;平均粒径70nm;伸び率10%;Tg -10℃;固形分(ウレタン樹脂)濃度約33質量%;水約53質量%;ポリカーボネート由来の骨格含有;非架橋性)
 U6:スーパーフレックス150(第一工業製薬株式会社製;平均粒径150 nm;伸び率330%;Tg 30℃;固形分(ウレタン樹脂)濃度約30質量%;ポリエステル・エーテル由来の骨格含有;架橋性)
 B成分:分子内に少なくとも2つの水酸基を有する炭素数2~7の有機溶媒
 エチレングリコール(沸点:198℃)
 プロピレングリコール(沸点:187℃)
 D成分:分子内にエーテル結合又はカルボニル結合を有し、かつ分子内に1つの水酸基を有する炭素数3~9の有機溶媒
 DAA:ジアセトンアルコール(沸点169℃)
 EG1:エチレングリコールモノイソプロピルエーテル(沸点144℃)
 EG2:エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル(沸点170℃)
 EG3:エチレングリコールモノメチルエーテル(沸点124℃)
 EG4:エチレングリコールモノ-t-ブチルエーテル(沸点152℃)
 PG1:プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)
 ハードコート層用のコーティング組成物の調製方法
 ハードコート組成物1の調製
 有機ケイ素化合物として、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン104.0g、テトラエトキシシラン41.0g、有機溶媒として、t-ブチルアルコール100.0g、アセチルアセトン22.5g、メタノール75.8g、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル17.0g、シリコン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名「L-7001」)0.5gを混合した。この液に、撹拌しながら、水45.0g及び水分散シリカゾル(日産化学工業株式会社製、商品名「スノーテックスO-40」)90.0gの混合物を添加し、添加終了後から20時間撹拌を継続した。次いで、トリス(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウム(III)4.2gを混合し、1時間撹拌して、ハードコート組成物1を調製した。ハードコート組成物1のベイヤー値は6.0であった。
 ハードコート組成物2の調製
 有機ケイ素化合物として、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン58.8g、メチルトリエトキシシラン47.3g、有機溶媒として、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル47.5g、アセチルアセトン25.2g、t-ブチルアルコール82.8g、シリコン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名「L-7001」)0.25gを混合した。この液に、撹拌しながら、0.05 N塩酸25g、0.1Nテトラメチルアンモニウムクロライドメタノール溶液13.9g、メタノール分散シリカゾル198.0g、トリス(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウム(III)1.4gを順に加え、40℃で48時間攪拌を継続した。次いで、トリス(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウム(III) 0.59gを混合し、ハードコート組成物2を調製した。ハードコート組成物のベイヤー値は4.0であった。
 ハードコート組成物3の調製
 有機ケイ素化合物として、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン77.9g、テトラエトキシシラン23.5g、有機溶媒として、t-ブチルアルコール30.8g、ジアセトンアルコール82.0g、メタノール20.0g、シリコン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名「L-7001」)0.3gを混合した。この液に、撹拌しながら、水52.0g及び0.05 N塩酸26gの混合物を添加し、添加終了後から20時間撹拌を継続した。次いで、トリス(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウム(III)5.0gを混合し、1時間撹拌させた。次いで、酸化ジルコニウム11.7質量%、酸化スズ77.6質量%、酸化アンチモン7.0質量%、二酸化ケイ素3.7質量%を含む複合無機酸化物微粒子のメタノール分散ゾル(固形分濃度(複合無機酸化物微粒子の濃度)40質量%)182gを加え、さらに24時間撹拌して、ハードコート組成物2を調製した。ハードコート組成物2のベイヤー値は5.8であった。
 ベイヤー値の評価法
 アルカリ処理を施したレンズA(CR 39)上にハードコート組成物をコーティングし、110℃で2時間硬化させることで、2.5μmの膜厚を有するプラスチックレンズを得た。このプラスチックレンズを、下記の方法により評価してベイヤー値を算出した。ハードコート基材のベイヤー耐擦傷性を試験する場合、一般的にベイヤー試験法(ASTM D-4060又はASTM F735-81)を用いることができる。ベイヤー試験法においては、ついた傷をハードコート基材のHazeとして測定するため、分光計を用いてHazeを測定し、下記式を用いてベイヤー値を表す方法が一般的である。一般的にベイヤー値は、4以上で硬く、8以上であれば、ガラスに匹敵するベイヤー耐擦傷性を持つと評価できる。
 ベイヤー値=ΔHaze(ノンコート)/ΔHaze(ハードコート)
 なお、上記式においてΔHaze(ノンコート)は、ノンコートレンズにおける試験後のHaze値から試験前のHaze値を引いた値を意味し、ΔHaze(ハードコート)は、ハードコートレンズにおける試験後のHaze値から試験前のHaze値を引いた値を意味する。
 ハードコート組成物の硬化体のベイヤー耐擦傷性を測定するために使用した試験法は、直径50mmの穴2つを持つ研磨剤保持体に、2つのレンズを穴の下方から凸面を上に装着し、研磨剤として、SAINT-GOBAIN CERAMIC MATERIALS CANADA INC.から市販されているABRASIVE(アルミナ-ジルコニアからなる研磨剤)500gを使用し、研磨剤保持体に入れ、レンズの振動により、レンズ表面を研磨剤で擦ることによるものである。試験の標準としてCRノンコートレンズと、試験サンプルとしてCRハードコートレンズの2組で、毎分150ストロークの振動数で、合計2分間、4インチのストロークにて、レンズ上を研磨剤で研磨した。レンズ上に発生した傷を、(株)スガ試験機製Hazeメーターにて、ハードコートを施さないレンズ(ノンコートレンズ)及びハードコートを施したレンズ(ハードコートレンズ)について、それぞれ、試験前後のHaze値を測定し、上記式に基づいてベイヤー値を求めた。
[実施例1~8]
 プライマー組成物P1の調製
 A成分としてウレタン樹脂水分散体U1(エバファノールHA-50C)286g(分散媒として水186gを含む)、B成分の有機溶媒としてエレングリコール33g、C成分の水282g(組成物全体として、C成分は、ウレタン樹脂水分散体に分散媒として含まれる水と合わせて468gである)、D成分としてジアセトンアルコール66g及びシリコン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名「ST 103」)1.3gを混合し、室温にて1時間撹拌し、表1に示す組成を有するプライマー組成物P1を得た。得られたプライマー組成物P1は、使用したウレタン樹脂水分散体に含まれる水と混合した水とが、B成分、D成分と混和して単一相を形成し、この単一相を分散媒として、ウレタン樹脂が分散しているものと考えられる。なお、以下の実施例、比較例で調製した全てのプライマー組成物は、このプライマー組成物P1と同じく、水が有機溶媒と混和して単一相を形成し、この単一相を分散媒として、ウレタン樹脂が分散しているものと考えられる。
 プライマー組成物P1は、15℃において、6ヶ月間安定であった。プライマー組成物の安定性については、調製したプライマー組成物を15℃で保管し、液及びコーティング後の物性が、初期と比較して、同等あるか否かで評価した。
 プライマーコート層及びハードコート層の形成(積層体の製造)
 光学基材としてレンズA(アリル樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.50)を使用し、レンズAをアセトンで十分に脱脂し、50℃に加熱した5質量%水酸化ナトリウム水溶液で5分間超音波洗浄した。次いで、引き上げ速度5cm/分でのディップコーティングにて、レンズA表面にプライマー組成物P1を塗布し、70℃において5分間乾燥させることによって、膜厚1.0μmを有するプライマーコート層を形成した(光学物品の製造)。次いで、この光学物品を室温まで冷却した後、引き上げ速度15cm/分でのディップコーティングによって、光学物品上にハードコート組成物1を塗布し、110℃において2時間硬化させることによって、膜厚1.0μmのプライマーコート層及び膜厚3.0μmのハードコート層を有するプラスチックレンズ(積層体)を得た(実施例1)。
 同様にして、光学基材として、レンズB(チオウレタン系樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.60)、レンズC(チオウレタン系樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.67)、レンズD(ポリカーボネート樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.59)、レンズE(メタクリル系樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.50)及びレンズF(プラスチックレンズ表面にメタクリル系樹脂からなるコーティング層(フォトクロミックコート層)を有するレンズ)を使用し、プライマー組成物P1及びハードコート組成物1を使用し、上記方法と同様にして、膜厚1.0μmのプライマーコート層及び膜厚3.0μmのハードコート層を有するプラスチックレンズ(積層体)を得た(実施例2~6)。
 さらに、同様にして、光学基材として、レンズA(アリル樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.50)及びレンズE(メタクリル系樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.50)を使用し、プライマー組成物P1及びハードコート組成物2を使用して、膜厚0.7μmのプライマーコート層及び膜厚3.0μmのハードコート層を有するプラスチックレンズ(積層体)を得た(実施例7~8)。
 プライマーコート層及びハードコート層を有する各プラスチックレンズについて、下記(1)~(5)の特性を評価した。その結果を表2にまとめた。
 評価項目
 (1)外観
 プライマーコート層及びハードコート層を有するプラスチックレンズの外観の評価は、これらコート層を有するプラスチックレンズに高圧水銀ランプの光を照射して、白紙上に投影面を写し出し、目視観察して行った。評価の基準は下記のとおりである:
  ◎:コート膜の不均一性が認められない
  ○:特に問題はないが、5枚中1枚以上に1本以下のスジ状の不良が観察される
  ●:特に問題はないが、5枚中1枚以上に2~3本程度のスジ状の不良が観察される
  △:5枚中3枚以上に4~9本程度のスジ状の不良が観察される
  ×:10本以上のスジ状の不良、はじき模様のいずれか、もしくは複合的に認められ、明らかに外観不良である
 (2)スチールウール耐擦傷性
 スチールウール(日本スチールウール(株)製ボンスター#0000番)を用い、1kg及び3kgの荷重で、プラスチックレンズ表面を10往復擦り、傷ついた程度を目視評価した。評価の基準は下記のとおりである:
  A:ほとんど傷が付かない(目視で5本未満の擦傷である)
  B:極わずかに傷が付く(目視で5本以上10本未満の擦傷がある)
  C:少し傷が付く(目視で10本以上20未満の擦傷がある)
  D:はっきりと傷が付く(目視で20以上の擦傷がある)
  E:ハードコート層の剥離が生じている
 (3)密着性
 プライマーコート層及びハードコート層のプラスチックレンズに対する密着性を、JIS D-0202に準じて、クロスカットテープ試験によって評価した。すなわち、カッターナイフを使い、ハードコート層表面に約1mm間隔に切れ目を入れ、マス目を100個形成させる。
その上にセロファン粘着テープ(ニチバン(株)製セロテープ(登録商標))を強く貼り付け、次いで、表面から90°方向へ一気に引っ張り、剥離した後、ハードコート層が残っているマス目を測定した。
 (4)煮沸密着性
 沸騰した蒸留水中に、試験片であるプラスチックレンズを1時間毎に浸漬した後、プラスチックレンズを取り出し、水滴を拭き取り、室温において1時間放置した後、上述の(3)密着性の評価法と同様にして、密着性を評価した。密着性を保持しているプラスチックレンズに関しては、煮沸時間が合計5時間になるまで試験を実施した。(3)密着性の評価法と同様に、残っているマス目を測定した。
 (5)耐衝撃性
 16g、32g、50g、80g、95g、112g、138g、151g、174g、198g、225gの各鋼球を、軽い質量の鋼球から順に、127 cmの高さから試験対象のプラスチックレンズの中心部に落下させ、プラスチックレンズが割れるか、否かを評価した。評価結果は、プラスチックレンズが割れなかった最大鋼球の質量で表した。
[実施例9~35]
 プライマー組成物P2~P27の調製
 表1に示すウレタン樹脂(A成分)、有機溶媒(B成分及びD成分)を使用し、実施例1~8に記載のプライマー組成物P1の調製法と同様して、各プライマー組成物P2~P27を調製した。各プライマー組成物の保存安定性を表1に示す。
 プライマー組成物P28の調製
 A成分としてウレタン樹脂水分散体U1(エバファノールHA-50C)286g(分散媒として約水186gを含む)、B成分の有機溶媒としてエレングリコール64g、C成分の水254g(組成物全体として、C成分は、ウレタン樹脂水分散体の分散媒として含まれる水と合わせて440gである)、D成分としてジアセトンアルコール32g、無機酸化物微粒子としてSOL1(メタノール分散シリカゾル:日産化学工業株式会社製、シリカ濃度30質量%)64g、並びにSOL2(メタノール分散複合酸化物微粒子ゾル:酸化スズ12.0質量%、酸化チタニウム61.3質量%、酸化ジルコニウム14.3質量%、二酸化ケイ素12.3質量%である複合無機酸化物微粒子を含有;複合無機酸化物微粒子濃度30質量%)254g、及びシリコン系界面活性剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名「ST 103」)1.3gを混合し、室温にて1時間撹拌し、表1に示す組成を有するプライマー組成物P28を得た。
 プライマー組成物P28は、15℃において、6ヶ月間以上安定であった。プライマー組成物の安定性については、調製したプライマー組成物を15℃で保管し、液及びコーティング後の物性が、初期と比較して、同等あるか否かで評価した。
 積層体の製造及び評価
 調製したプライマー組成物P2~P28、ハードコート組成物1又は2、レンズA~Dを使用して、上述の実施例1~8に記載の方法と同様にして、それぞれ、プライマーコート層(表2に示す厚さを有する)及びハードコート層(膜厚3.0μm)を有するプラスチックレンズ(積層体)を作製し、その評価を行った。なお、A成分として、ウレタン樹脂U3を用いたプライマー組成物P6に関しては、110℃において30分間乾燥させることによってプライマー層を形成した。評価結果を表2に示した。
[比較例1~6]
 プライマー樹脂組成物P29~P34の調製
 ウレタン樹脂(本発明のプライマー組成物におけるA成分に相当する)、有機溶媒(B成分及びD成分に相当する)及び水(C成分に相当する)を使用して、表1に示す組成を有するプライマー組成物P29~P34を、プライマー組成物P1と同様な方法で調製した。
 積層体の製造及び評価
 調製したプライマー組成物P29~P34、ハードコート組成物1又は2、レンズA、E、Fを使用して、上述の実施例1~8に記載の方法と同様にして、それぞれ、プライマーコート層(表2に示す厚さを有する)及び膜厚3.0μmのハードコート層を有するプラスチックレンズ(積層体)を得た。なお、A成分として、ウレタン樹脂U3を用いたプライマー組成物P32に関しては、110℃において30分間乾燥させることによってプライマー層を形成した。評価結果を表2に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 上記実施例1~35から明らかなように、本発明に従って、ポリカーボネート由来の骨格を有するウレタン樹脂(A成分)、分子内に少なくとも2つの水酸基を有する炭素数2~7の有機溶媒(B成分)、水(C成分)及び分子内にエーテル結合又はカルボニル結合を有し、かつ分子内に1つの水酸基を有する炭素数3~9の有機溶媒(D成分)を好適な比率で用いた場合には、得られるプライマー組成物は保存安定性を有すると共に、プライマー組成物を光学基材上にレンズコーティングすることによって、外観、密着性、煮沸密着性、耐擦傷性及び耐衝撃性が良好な積層体を得ることができる。
 一方、比較例1~6に示すようなプライマー組成物を用いた場合には、保存安定性、外観、密着性、煮沸密着性、耐擦傷性及び耐衝撃性の内の少なくとも1つ以上の物性が不十分であった。
[実施例36]
 プライマー組成物P35の調製
 A成分としてウレタン樹脂水分散体U1(エバファノールHA-50C)286g(分散媒として水186gを含む)、B成分の有機溶媒としてエレングリコール20g、C成分の水54g(組成物全体として、C成分は、ウレタン樹脂水分散体に分散媒として含まれる水と合わせて240gである)、D成分としてジアセトンアルコール40gを使用し、実施例1~8に記載のプライマー組成物P1の調製法と同様して、表3に示す組成を有するプライマー組成物P35を調製した。プライマー組成物P35の保存安定性を表3に示す。
 第一積層物品の製造及び評価
 光学基材としてレンズB(チオウレタン系樹脂プラスチックレンズ;屈折率=1.60)を使用し、レンズBをアセトンで十分に脱脂し、50℃に加熱した10質量%水酸化ナトリウム水溶液で5分間超音波洗浄した。次いで、MIKASA製スピンコーター 1H-DX2を使用して、レンズBの表面にプライマー組成物P35をスピンコートした。レンズBを70℃において10分間硬化(乾燥)することによって、膜厚7μmのプライマーコート層を有する光学物品を得た。
 次いで、上述のレンズFの作製法の項において調製したフォトクロミック硬化性組成物約1gを、前記プライマーコート層を有するレンズ(光学物品)の表面にスピンコートした。レンズ表面の405 nmにおける出力が150 mW/cm2になるように調整したフュージョンUVシステムズ社製のDバルブを搭載したF3000SQを使用し、フォトクロミックコーティング剤の塗膜によって表面がコートされたレンズBに、窒素ガス雰囲気中で、3分間、光照射して、塗膜を硬化させた。その後、さらに、110℃の恒温器において、1時間加熱処理を行い、フォトクロミックコート層を有するレンズ(第一積層体)を得た。フォトクロミックコート層の膜厚はスピンコートの操作条件によって調整が可能であるが、フォトクロミックコート層の膜厚を40±1μmとした。
 得られたプライマーコート層及びフォトクロミックコート層を有するプラスチックレンズBについて、実施例1~8に記載の項目(1)、(3)及び(4)に示す各特性を評価した。その結果、得られたプラスチックレンズBは、外観:◎、密着性:100/100、煮沸密着性(5時間):100/100を有していた。結果を表4にまとめた。
[実施例37~39]
 プライマー組成物P36~P38の調製
 表3に示すウレタン樹脂(A成分)、有機溶媒(B成分及びD成分)を使用し、実施例1~8に記載のプライマー組成物P1の調製法と同様して、各プライマー組成物P36~P38を調製した。各プライマー組成物の保存安定性を表3に示す。
 第一積層物品の製造及び評価
 調製したプライマー組成物P36~P38を使用して、上述の実施例36に記載の方法と同様にして、それぞれ、プライマーコート層及びフォトクロミックコート層を有するレンズ(第一積層体)を作製し、その評価を行った。評価結果を表4に示した。
[実施例40~43]
 実施例36~39で得られたレンズ(第一積層物品)、実施例1~8において調製したプライマー組成物1及びハードコート組成物1を使用して、各第一積層物品の上に、実施例1~8に記載の方法と同様して、プライマー組成物1からなるプライマーコート層を形成し、さらに、このプライマーコート層の上にハードコート組成物1からなるハードコート層を形成して、レンズ表面上に、順に、プライマーコート層、フォトクロミックコート層、プライマーコート層及びハードコート層を有するレンズ(第三積層物品)を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 実施例36~39の結果から理解されるように、本発明のプライマー組成物を用いてプライマー層を形成し、その上にフォトクロミックコート層を積層させる場合には、外観、密着性及び煮沸密着性が良好なプラスチックレンズを得ることができる。
 実施例40~43の結果から理解されるように、本発明のプライマー組成物を用いてプライマー層を形成し、その上にフォトクロミックコート層を積層させたレンズ上に、さらに、本発明のプライマー組成物を用いてプライマー層を形成し、加えて、ハードコート層を積層させる場合には、外観、密着性、煮沸密着性、耐擦傷性及び耐衝撃性が良好なプラスチックレンズを得ることができる。

Claims (18)

  1.  (A)ポリカーボネート由来の骨格を有し、伸び率が200%以上、1000%以下であるウレタン樹脂(「A成分」)、(B)分子内に2個以上の水酸基を有する炭素数2~7の有機溶媒(「B成分」)及び(C)水(「C成分」)を含み、A成分100質量部に対して、B成分が5~100質量部、C成分が150~1000質量部であり、質量比(B成分/C成分)が0.01以上、0.20以下であることを特徴とする光学物品用プライマー組成物。
  2.  ウレタン樹脂の伸び率が、好ましくは250%以上、900%以下である請求項1記載の光学物品用プライマー組成物。
  3.  A成分のウレタン樹脂のガラス転移点(Tg)の上限が、0℃未満であり、Tgの下限が、-100℃以上である請求項1記載の光学物品用プライマー組成物。
  4.  A成分が、ポリカーボネート由来の骨格を有し、伸び率が200%以上、1000%以下であるウレタン樹脂の水分散体として使用される請求項1記載の光学物品用プライマー組成物。
  5.  B成分が、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、シクロヘキサンジオール、トリメチレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,4-ブテンジオール、ヘキシレングリコール、トリメチロールプロパン、ヘキシレングリコール、ペンタエリスリトール、1,5-ペンタンジオール、グリセリン、グリセリンモノアセタートからなる群から選ばれるものである請求項1記載の光学物品用プライマー組成物。
  6.  B成分の配合量が、A成分100質量部に対して、20~70質量部である請求項1記載の光学物品用プライマー組成物。
  7.  質量比(B成分/C成分)が、好ましくは0.03~0.15であり、さらに好ましくは0.04~0.12である請求項1記載の光学物品用プライマー組成物。
  8.  さらに、(D)分子内にエーテル結合又はカルボニル結合を有し、かつ分子内に1つの水酸基を有する炭素数3~9の有機溶媒(「D成分」)を含み、質量比((B成分+D成分)/C成分)が0.03~0.50である請求項1記載の光学物品用プライマー組成物。
  9.  D成分が、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-t-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジオキサンなどのエーテル類;及びジアセトンアルコールなどのケトン類でなる群から選ばれる1つの有機溶媒又は2種類以上の有機溶媒の混合物ある請求項1記載の光学物品用プライマー組成物。
  10.  さらに、シリコン系、フッ素系、アクリル系、ビニル系レベリング剤から選ばれるレベリング剤を、10~10000 ppmの量で含有する請求項1記載の光学物品用プライマー組成物。
  11.  さらに、Si、Al、Ti、Fe、In、Zr、Au、Sn、Sb、W及びCeから選ばれる少なくとも1種の元素を含む無機酸化物又は、複合無機酸化物からなる無機酸化物微粒子を含有する請求項1記載の光学物品用プライマー組成物。
  12.  光学基材上に、請求項1~11のいずれかに記載の光学物品用プライマー組成物を硬化させて得られたプライマーコート層を有することを特徴とする光学物品。
  13.  光学基材がフォトクロミック光学基材である請求項12記載の光学物品。
  14.  フォトクロミック光学基材が、光学基材上に、フォトクロミック化合物を含む硬化性組成物を硬化させて得られるフォトクロミックコート層を有するものであり、該フォトクロミックコート層上にプライマーコート層を有する請求項13に記載の光学物品。
  15.  請求項12~14のいずれかに記載の光学物品のプライマーコート層上に、無機酸化物微粒子及び加水分解性基含有有機ケイ素化合物を含むコーティング組成物を硬化させて得られるハードコート層を有することを特徴とする積層体。
  16.  光学基材上に、請求項1~11のいずれかに記載の光学物品用プライマー組成物より得られたプライマーコート層を形成し、前記プライマーコート層上に、さらに、フォトクロミック化合物を含む硬化性組成物を硬化させて得られたフォトクロミックコート層を有することを特徴とする光学物品。
  17.  請求項16に記載の光学物品のフォトクロミックコート層上に、さらに、請求項1~11のいずれかに記載のプライマー組成物から得られたプライマーコート層を有することを特徴とする光学物品。
  18.  請求項17に記載の光学物品のフォトクロミックコート層上の前記プライマーコート層上に、さらに、無機酸化物微粒子及び加水分解性基含有有機ケイ素化合物を含むコーティング組成物を硬化させて得られるハードコート層を有することを特徴とする光学物品。
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