説明

コーティング用組成物、その製造方法および積層体

【課題】コート被膜自体の充分な耐候性と、コート被膜表面に無機物質からなる反射防止膜を設けたときの耐久性の双方を満足するコーティング用組成物を提供する。
【解決手段】特定の複合酸化物微粒子、シラン化合物、ジシラン化合物、およびエポキシ化合物を主成分とするコーティング用組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、屈折率が1.52以上の合成樹脂製レンズ表面に、基材と同程度の屈折率を有し、耐摩耗性、耐薬品性、耐温水性、耐熱性、耐候性等の耐久性および染色性に優れた透明被膜を提供しさらには、その被膜上に、無機物質からなる反射防止膜(以後無機蒸着膜と呼ぶ)を設けることを可能としたことを特徴としたコーティング用組成物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
合成樹脂製レンズ、特にジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂(CR−39)レンズは、ガラスレンズに比較し、安全性、易加工性、ファッション性などにおいて優れており、さらに近年、反射防止技術、ハードコート技術、ハードコート+反射防止技術の開発により、急速に普及してきた。しかし、CR−39樹脂の屈折率は1.50とガラスレンズに比べ低いために、近視用レンズでは外周部がガラスレンズに比べ厚くなるという欠点を有している。このため合成樹脂製眼鏡レンズの分野では、高屈折率樹脂材料によって薄型化を図る技術開発が積極的に行われている。そのための技術提案として特許文献1〜3などでは1.60さらにはそれ以上の屈折率を有する高屈折率樹脂材料が提案されている。
【0003】
一方、プラスチックメガネレンズは傷が付き易いという欠点がある為、シリコン系のハードコート被膜をプラスチックレンズ表面に設ける方法が一般的に行われている。しかし、屈折率が1.52以上の高屈折率樹脂レンズに同様の方法を適用した場合には、樹脂レンズとコーティング膜の屈折率差による干渉縞が発生し、外観不良の原因となる。この問題を解決するための技術提案として、特許文献4、5のようにシリコン系コーティング組成物に使われている二酸化ケイ素微粒子のコロイド状分散体を高屈折率を有するAl、Ti、Zr、Sn、Sbの酸化物微粒子のコロイド状分散体に置き換えるといったコーティング技術が開示されている。また、特許文献6では、二酸化チタンと二酸化セリウムの複合系ゾルの製造方法が開示されており、特許文献7ではTiとCeの複合酸化物微粒子、特許文献8ではTi、CeおよびSiの複合酸化物を有機ケイ素化合物で処理した微粒子をコーティング組成物に用いる技術が開示されている。
【0004】
【特許文献1】特開昭59−133211号公報
【特許文献2】特開昭63−46213号公報
【特許文献3】特開平2−270859号公報
【特許文献4】特公昭61−54331号公報
【特許文献5】特公昭63−37142号公報
【特許文献6】特開平1−301517号公報
【特許文献7】特開平2−264902号公報
【特許文献8】特開平3−68901号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前述の高屈折率コーティング用組成物は、実用上問題ないレベルの耐久性は確保される。しかしながら、これらコーティング用組成物を塗布した製品の寿命をさらに延ばすためには、耐候性に関してレベルアップを図りたいのが実情であった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、これらの問題点を解決するため鋭意検討を行った結果、数ある複合酸化物の中においても、特に酸化錫、酸化チタンおよび酸化ジルコニウムを特定の重量%比で構成させた複合酸化物微粒子を含有して得られるコーティング用組成物が、透明性、硬化性および無機蒸着膜との密着性(耐久性)に優れ、且つ、耐候性には特に優れていることを見い出した。
【0007】
すなわち本発明は、少なくとも下記の成分(A)および(B)を主成分とすることを特徴とするコーティング用組成物である。
【0008】
(A).酸化錫、酸化チタンおよび酸化ジルコニウムから構成される複合酸化物微粒子
【0009】
(B).一般式
【化3】

で表される有機ケイ素化合物 (式中、R1は重合可能な反応基を有する有機基であり、R2は炭素数1〜6の炭化水素基である。X1は加水分解性基であり、nは0または1である。)
また、前記(A)の複合酸化物微粒子の重量%比が、酸化錫60〜85、酸化チタン10〜30、酸化ジルコニウム1〜10であることを特徴とする。
また、本発明のコーティング用組成物は下記(C)、(D)、(E)成分のうち少なくとも1成分を含有させても有用である。
【0010】
(C)一般式
【化4】

で表される有機ケイ素化合物(式中、R3、R4は炭素数1〜6の炭化水素基である。X2、X3は加水分解性基である。Yは、カーボネート基またはエポキシ基を含有する有機基であり、mは0または1である。)
【0011】
(D).多官能性エポキシ化合物
【0012】
(E)粒径1〜100ミリミクロンのシリカ微粒子および/または一般式が
Si(OR54
で表される有機ケイ素化合物の加水分解物および/または部分縮合物。(ここでR5 は炭素数1から8のアルキル基を表す)
【0013】
また、本発明のコーティング用組成物の製造方法は、コーティング用組成物を熱硬化させる前のコート液のpHを4.5〜7.5とすることを特徴とする。
【0014】
さらにまた、本発明の積層体は、コーティング用組成物を用いて製造された被膜表面に無機物質からなる反射防止膜が設けられてなることを特徴とする。
【0015】
本発明で使用する(A)成分の酸化錫、酸化チタンおよび酸化ジルコニウムから構成される複合酸化物微粒子が、分散媒たとえば水、アルコール系もしくはその他の有機溶媒にコロイド状に分散させたものである。これらのコーティング液中での分散安定性を高めるためにこれらの微粒子表面を有機ケイ素化合物、アミン系化合物および/またはカルボン酸で処理したものを使用することも可能である。この際用いられる有機ケイ素化合物としては、単官能性シラン、あるいは二官能性シラン、三官能性シラン、四官能性シラン等がある。処理に際しては加水分解性基を未処理で行ってもあるいは加水分解して行ってもよい。また処理後は、加水分解性基が微粒子の−OH基と反応した状態が好ましいが、一部残存した状態でも安定性には何ら問題がない。またアミン系化合物としてはアンモニウムまたはエチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミン、n−プロピルアミン等のアルキルアミン、ベンジルアミン等のアラルキルアミン、ピペリジン等の脂環式アミン、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミンがある。これら有機ケイ素化合物とアミン化合物、カルボン酸の添加量は微粒子の重量に対して1から15%程度の範囲内で加える必要がある。いずれも粒子径は約1〜300mμが好適であり、本発明のコーティング組成物への適用種及び使用量は目的とする被膜性能により決定されるものであるが、使用量は固形分の10〜50重量%であることが望ましい。すなわち、10重量%未満では、無機蒸着膜との密着性が不充分となるか、もしくは、塗膜の耐擦傷性が不充分となる。また50重量%を越えると、塗膜にクラックが生じる。また、染色性も不充分となる。
【0016】
続いて、(B)成分において、R1は重合可能な反応基を有する有機基であり、ビニル基,アリル基,アクリル基,メタクリル基,エポキシ基,メルカプト基,シアノ基,イソシアノ基,アミノ基等の重合可能な反応基を有するシラン化合物であり、R2は炭素数1〜6の炭化水素基であるが、その具体的例としては、メチル基,エチル基,ブチル基,ビニル基,フェニル基等が挙げられる。またX1は加水分解可能な官能基でありその具体的なものとして、メトキシ基,エトキシ基,メトキシエトキシ基等のアルコキシ基、クロロ基,ブロモ基等のハロゲン基、アシルオキシ基等が挙げられる。
【0017】
このシラン化合物の具体例として、ビニルトリアルコキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリ(β−メトキシ−エトキシ)シラン、アリルトリアルコキシシラン、アクリルオキシプロピルトリアルコキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリアルコキシシラン、メタクリルオキシプロピルジアルコキシメチルシラン、γ−グリシドオキシプロピルトリアルコキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリアルコキシシラン、メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、γ−アミノプロピルトリアルコキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジアルコキシシラン等がある。
【0018】
この(B)成分は、2種以上混合して用いてもかまわない。 また、加水分解を行なってから用いた方がより有効である。
【0019】
(B)成分の使用量は、全組成物の20〜60重量%であることが望ましい。すなわち、20重量%未満であると、無機蒸着膜との密着性が不充分となりやすい。また60重量%を越えると、硬化被膜にクラックを生じさせる原因となり好ましくない。
【0020】
次に(C)成分の一般式において、R3,R4は炭素数1〜6の炭化水素基であるが、その具体的例としては、メチル基,エチル基,ブチル基,ビニル基,フェニル基等が挙げられる。また、X2,X3は、加水分解可能な官能基であり、具体例としては、メトキシ基,エトキシ基,メトキシエトキシ基等のアルコキシ基、クロロ基,ブロモ基等のハロゲン基、アシルオキシ基等が挙げられる。また、Yは、カーボネート基またはエポキシ基を含有する有機基であり、具体例としては、
【0021】
【化5】

【0022】
【化6】

【0023】
【化7】

【0024】
【化8】

【0025】
【化9】

【0026】
【化10】

【0027】
【化11】

【0028】
【化12】

【0029】
【化13】

【0030】
【化14】

【0031】
等が挙げられる。
【0032】
これらのジシラン化合物は、従来公知の種々方法で合成することができる。
【0033】
例えば、ジアリルカーボネートとトリクロロシラン等を付加反応させ、その後アルコキシ化させれば得ることができる。または、両末端に付加可能な置換基を持ち、更にその内部にエポキシ基あるいはエポキシ化可能な官能基を含む化合物に、トリクロロシラン等を付加反応させ、その後アルコキシ化させれば得ることができる。
この(C)成分は、加水分解を行なってから用いるか、もしくは硬化した後の被膜に酸処理を行なうか、どちらかの方法を取った方がより有効である。
【0034】
使用量は固形分の3〜40重量%であることが望ましい。すなわち、3重量%未満では、染色性と無機蒸着膜との各種耐久性の双方を同時に満足させることができない。また40重量%を越えると塗膜の耐水性が悪くなる。また、塗液のポットライフも短くなる。
【0035】
続いて、(D)成分の多官能性エポキシ化合物は、塗料、接着剤、注型用などに広く実用されているもので、例えば過酸化法で合成されるポリオレフィン系エポキシ樹脂、シクロペンタジエンオキシドやシクロヘキセンオキシドあるいはヘキサヒドロフタル酸とエピクロルヒドリンから得られるポリグリシジルエステルなどの脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールAやカテコール、レゾシノールなどの多価フェノールあるいは(ポリ)エチレングリコール、(ポリ)プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、ソルビトールなどの多価アルコールとエピクロルヒドリンから得られるポリグリシジルエーテル、エポキシ化植物油、ノボラック型フェノール樹脂とエピクロルヒドリンから得られるエポキシノボラック、フェノールフタレインとエピクロルヒドリンから得られるエポキシ樹脂、グリシジルメタクリレートとメチルメタクリレートアクリル系モノマーあるいはスチレンなどの共重合体、さらには上記エポキシ化合物とモノカルボン酸含有(メタ)アクリル酸とのグリシジル基開環反応により得らるエポキシアクリレートなどが挙げられる。
【0036】
多官能性エポキシ化合物の具体例としては、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグリシジルエーテル、テトラエチレングリコールジグリシジルエーテル、ノナエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ノナプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールヒドロキシヒバリン酸エステルのジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールジグリシジルエーテル、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールテトラグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのジグリシジルエーテル、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリグリシジルエーテル、等の脂肪族エポキシ化合物、イソホロンジオールジグリシジルエーテル、ビス−2,2−ヒドロキシシクロヘキシルプロパンジグリシジルエーテル等の脂環族エポキシ化合物、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、オルトフタル酸ジグリシジルエステル、フェノールノボラックポリグリシジルエーテル、クレゾールノボラックポリグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ化合物等が挙げられる。
【0037】
本発明では(D)成分は、(C)成分のみで充分な染色性を確保しようとすると、耐水性・耐温水性が著しく低下するため、染色成分の役割と同時に耐水性・耐温水性の向上として用いる。そこで、上記した中でも、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリグリシジルエーテル等の脂肪族エポキシ化合物が特に好ましい。
(D)成分の使用量は、全組成物の5〜40重量%であることが必要である。すなわち5重量%未満であると塗膜の耐水性が不充分となる。また、40重量%を越えると無機蒸着膜との密着性が不充分となりやすく、好ましくない。
【0038】
また、被膜の屈折率の調整または被膜の耐久性を更に向上させるために(E)成分を含有することも可能である。
【0039】
この(E)成分の粒径1〜100ミリミクロンのシリカ微粒子の効果的な例としては、シリカゾルおよびシリカ微粒子がある。シリカゾルとは分散媒たとえば水、アルコール系もしくはその他の有機溶媒に、高分子量無水ケイ酸をコロイド状に分散させたものである。また粉末状シリカ微粒子は、コロイド状シリカの表面を疎水化処理された粉末であり、いずれも市販されているものである。この発明の目的のためには平均粒子径1〜100ミリミクロンのものが使用されるが、好ましくは5〜30ミリミクロンの径のものが使用される。粒子径が1ミリミクロン以下であると微粒子状シリカが安定に存在せず、一定した品質が得られない。また100ミリミンクロン以上であるとコーティング被膜が白濁するという問題が生じる。
【0040】
また、一般式がSi(OR54で表される四官能シラン化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラアリロキシシラン、テトラキス(2−メトキシエトキシ)シラン、テトラキス(2−エチルブトキシ)シラン、テトラキス(2−エチルヘキシロキシ)シラン等があげられる。これらは単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。また、これらは無溶媒下またはアルコール等の有機溶剤中で、酸の存在下で加水分解して使用する方が好ましい。
【0041】
このようにして得られるコーティング用組成物は、必要に応じ、溶剤に希釈して用いることができる。溶剤としては、アルコール類、エステル類、ケトン類、エーテル類、芳香族類等の溶剤が用いられる。
【0042】
尚、本発明のコーティング組成物は上記成分の他に必要に応じて、少量の界面活性剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、分散染料・油溶染料・蛍光染料・顔料、フォトクロミック化合物、ヒンダードアミン・ヒンダードフェノール系等の耐光耐熱安定剤等を添加しコーティング液の塗布性および硬化後の被膜性能を改良することもできる。
【0043】
さらに、本発明のコーティング組成物の塗布にあたっては、基材レンズと被膜の密着性を向上させる目的で、基材表面をあらかじめアルカリ処理、酸処理、界面活性剤処理、無機あるいは有機物の微粒子による研磨処理、プライマー処理またはプラズマ処理を行うことが効果的である。
【0044】
また、塗布・硬化方法としては、ディッピング法、スピンナー法、スプレー法あるいはフロー法によりコーティング液を塗布した後、40〜200℃の温度で数時間加熱乾燥することにより、被膜を形成することができる。特に熱変形温度が100℃未満の基材に対しては治工具でレンズ基材を固定する必要のないスピンナー法が好適である。
【0045】
また、シラノ−ルあるいは、エポキシ化合物の硬化触媒を添加することも有用である。
【0046】
好ましい硬化触媒としては、過塩素酸,過塩素酸アンモニウム,過塩素酸マグネシウム等の過塩素酸類、Cu(II),Zn(II),Co(II),Ni(II),Be(II),Ce(III ),Ta(III ),Ti(III ),Mn(III ),La(III ),Cr(III ),V(III ),Co(III ),Fe(III ),Al(III ),Ce(IV),Zr(IV),V(IV)等を中心金属原子とするアセチルアセトネ−ト、アミン,グリシン等のアミノ酸、ルイス酸、有機酸金属塩等が挙げられる。この中でも最も好ましい硬化触媒としては、過塩素酸マグネシウム、Al(III ),Fe(III )のアセチルアセトネ−トが挙げられる。添加量は、固形分濃度の0.01〜5.0%の範囲内が望ましい。
【0047】
また、硬化被膜の膜厚としては、0.05〜30μであることが好ましい。すなわち、0.05μ未満では、基本となる性能が出ず、30μを越えると、表面の平滑性が損なわれたり、光学的歪が発生する為好ましくない。
【0048】
その塗布方法としては、浸漬法、スプレ−法、ロ−ルコ−ト法、スピンコ−ト法、フロ−コ−ト法等が挙げられる。
【0049】
本発明において、コーティング液のpHは、耐擦傷性,コーティング液のポットライフ等において重要な因子である。即ち、pHが4.5未満であるとコーティング液のポットライフが短くなり、生産性が低下する。また7.5を越えると、耐擦傷性が低下する。本発明において、コーティング液のpHとは、コーティング液を純水で10倍に希釈した後の測定値である。
【0050】
このようにして得られたコート被膜の表面上に、無機物質からなる反射防止膜を形成する被膜化方法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等が挙げられる。真空蒸着法においては、蒸着中にイオンビームを同時に照射するイオンビームアシスト法を用いてもよい。また、膜構成としては、単層反射防止膜もしくは多層反射防止膜のどちらを用いてもかまわない。
【0051】
使用される無機物の具体例としては、SiO2 ,SiO,ZrO2 ,TiO2,TiO,Ti23,Ti25,Al23,Ta25,CeO2 ,MgO,Y23,SnO2 ,MgF2 ,WO3 などが挙げられる。これらの無機物は単独で用いるかもしくは2種以上の混合物を用いる。
【0052】
また、反射防止膜を形成する際には、ハードコート膜の表面処理を行なうことが望ましい。この表面処理の具体的例としては、酸処理,アルカリ処理,紫外線照射処理,アルゴンもしくは酸素雰囲気中での高周波放電によるプラズマ処理,アルゴンや酸素もしくは窒素などのイオンビーム照射処理などが挙げられる。
【発明の効果】
【0053】
本発明により屈折率が1.52以上のコート被膜において各種耐久性(特に耐候性)を向上させることを可能とした。また、無機物からなる反射防止膜との密着性(耐久性)とを同時に得ることができた。即ちプラスチックレンズ材料として、(メタ)アクリル樹脂をはじめとしてスチレン樹脂、カーボネート樹脂、アリル樹脂、アリルカーボネート樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ウレタン樹脂更に新たなモノマーやコモノマーの重合体等各種機能をもった樹脂に応用し得られる。
【0054】
優れた耐候性および良好な無機物からなる反射防止膜との密着性(耐久性)を兼ね備えたプラスチック材料は、眼鏡レンズ、カメラレンズ、光ビーム集光レンズや光拡散用レンズとして民生用或いは産業用に広く応用することができる。更に本発明による効果は、ウォッチガラスやディスプレイ用カバーガラス等の透明ガラスやカバーガラス等の光学用途の透明プラスチック全般に応用利用が可能であり、得られる効果は多大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0055】
実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例1】
【0056】
(1)塗液の調整
メタノール1173g、1,4−ジオキサン502.7g、メタノール分散酸化錫−酸化チタン−酸化ジルコニウム複合微粒子ゾル(重量%比:76.5/20.5/3、固形分濃度20重量%、日産化学工業(株)製HITシリーズ)1853.4g、メタノール分散コロイド状シリカ(触媒化成工業(株)製、商品名「オスカル1132」、固形分濃度30重量%)225gを混合した後、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン399gおよび下記構造式のジシラン(DS−1)264.8gを混合した。この混合液に0.05N塩酸水溶液183gを撹拌しながら滴下し、さらに4時間撹拌後一昼夜熟成させた。この液に1重量%水酸化ナトリウム水溶液25g、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(ナガセ化成工業(株)製、商品名「デナコールEX−212」)を388.7g添加した後過塩素酸マグネシウム10.5g、シリコン系界面活性剤(日本ユニカー(株)製、商品名「L−7001」)1.5gおよびヒンダードアミン系光安定剤(三共(株)製、商品名[サノールLS−770」)5.3gを添加し4時間撹拌後一昼夜熟成させて塗液とした。この塗液のpHを測定したところ4.82であった。
*DS−1の構造式
【0057】
【化15】

【0058】
(2)塗布および硬化
このようにして得られた塗液で、アルカリ処理を施した屈折率1.60眼鏡レンズ(セイコーエプソン(株)製、セイコーハイロードSMX用レンズ生地)に浸漬法にて塗布を行なった。引き上げ速度は、23cm/minとした。塗布後80℃で20分間風乾した後110℃で180分間焼成を行なった。このようにして得られた硬化被膜の厚みは約2ミクロンであり、外観、染色性共に優れたものであった。
【実施例2】
【0059】
実施例−1で得られたレンズに、それぞれ以下の方法で無機物質からなる反射防止コート薄膜の形成を行なった。
(1)反射防止薄膜の形成
上記の方法で得られたレンズをプラズマ処理(アルゴンプラズマ400W×60秒)を行なった後、基板から大気にむかって順に、SiO2 、ZrO 2、SiO2 、ZrO2 、SiO2 の5層からなる反射防止多層膜を真空蒸着法(真空器械工業(株)製;BMC−1000)にて形成を行なった。各層の光学的膜厚は、最初のSiO2層、次のZrO2とSiO2の等価膜層および次のZrO2層、最上層のSiO2層がそれぞれλ/4となる様に形成した。なお、設計波長λは520nmとした。
得られた多層膜の反射干渉色は緑色を呈し、全光線透過率は98%であった。
【0060】
(2)試験および評価結果
実施例−1で得られたレンズ(以下ハードコートレンズと呼ぶ)および実施例−2で得られたレンズ(以下ハードマルチコートレンズと呼ぶ)をそれぞれ次に述べる方法で試験を行ない、その結果を表1に示した。
【0061】
(a)耐摩耗性:ボンスター#0000スチールウール(日本スチールウール(株)製)で1Kgの荷重をかけ、10往復、表面を摩擦し、傷ついた程度を目視で次の段階に分けて評価した。
A:1cm*3cmの範囲に全く傷がつかない
B:上記範囲内に1〜10本の傷がつく
C:上記範囲内に10〜100本の傷がつく
D:無数の傷がついているが、平滑な表面が残っている
E:表面についた傷のため、平滑な表面が残っていない
【0062】
(b)耐水・耐薬品性:水、アルコール、灯油中に48時間浸漬し、表面状態に変化のないものを良とした。
【0063】
(c)耐酸・耐洗剤性:0.1N塩酸及び1%ママレモン(ライオン油脂(株)製)水溶液に12時間浸漬し、表面状態に変化のないものを良とした。
【0064】
(d)密着性:基材とハードコート膜およびハードコート膜とマルチコート膜との密着性は、JISD−0202に準じてクロスカットテープ試験によって行なった。即ち、ナイフを用い基材表面に1mm間隔に切れ目を入れ、1平方mmのマス目を100個形成させる。次に、その上へセロファン粘着テープ(ニチバン(株)製 商品名「セロテープ」)を強く押し付けた後、表面から90度方向へ急に引っ張り剥離した後コート被膜の残っているマス目をもって密着性指標とした。
【0065】
(e)耐候性:キセノンランプによるサンシャインウェザーメーターに400時間暴露した後の表面状態に変化のないものを良とした。
【0066】
(f)耐候性後の耐摩耗性:キセノンランプによるサンシャインウェザーメーターに400時間暴露した後に、(a)と同様の試験を行った。
【0067】
(g)耐熱性(冷却サイクル性):70℃の温風中に1時間保存した後表面状態を調べた。更に−5℃で15分、60℃で15分のサイクルを5回繰り返し、表面状態に変化のないものを良とした。
【0068】
(h)耐久性:耐久性は本質的に密着性の接続であると考え、(b)から(e)の試験を行なったものについて、上記のクロスカットテープ試験を行ないコート膜に剥離のないものを良とした。
【0069】
(i)染色性(ハードコートレンズのみ):92℃の純水1リットルに、セイコープラックスダイヤコート用染色剤アンバーDを2g分散させ染色液を調整した。
この染色液に、5分間浸漬させ染色を行ない、染色ムラがなく、かつ全光線透過率が染色前と染色後の差が30%以上のものを良とした。
【実施例3】
【0070】
(1)塗液の調整
ブチルセロソルブ475.5gおよびメチルセロソルブ分散酸化錫−酸化チタン−酸化ジルコニウム複合微粒子ゾル(重量%比:76.5/20.5/3、固形分濃度20重量%、日産化学工業(株)製HITシリーズ)326.7gを混合した後、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン78.7gを混合した。この混合液に0.05N塩酸水溶液28gを撹拌しながら滴下を行ない4時間撹拌後一昼夜熟成させた。この液にアルミニウムアセチルアセトネート2.5g、シリコン系界面活性剤(日本ユニカー(株)製、商品名「FZ−2110」)0.3gを添加し4時間撹拌後一昼夜熟成させて塗液とした。
この塗液のpHを測定したところ5.26であった。
*DS−2の構造式
【0071】
【化16】

【0072】
(2)塗布および硬化
このようにして得られた塗液で、屈折率1.66眼鏡レンズ(セイコーエプソン(株)製、セイコースーパーソブリン用レンズ生地)にスピンナー法にて塗布を行なった。
コーティング条件は以下の通りである。
回転数 500rpmで10秒(この間に塗液を塗布)
回転数 2000rpmで 1秒
回転数 500rpmで 5秒
塗布後80℃で20分間風乾した後、130℃で120分間焼成を行なった。このようにして得られた硬化被膜の厚みは約2.3ミクロンであり、外観に優れたものであった。
【0073】
(3)反射防止薄膜の形成
上記の方法で得られたレンズをプラズマ処理(アルゴンプラズマ400W×60秒)を行なった後、基板から大気にむかって順に、ZrO2、SiO2、ZrO2、SiO2の4層からなる反射防止多層膜を真空蒸着法(真空器械工業(株)製;BMC−1000)にて形成を行なった。各層の光学的膜厚は、最初のZrO2とSiO2の等価膜層および次のZrO2層、最上層のSiO2層がそれぞれλ/4となる様に形成した。なお、設計波長λは520nmとした。
得られた多層膜の反射干渉色は緑色を呈し、全光線透過率は98%であった。
【0074】
(4)試験および評価結果
このようにして得られたレンズは実施例−2と同様の方法で試験を行ない、その結果を表1に示した。
【実施例4】
【0075】
(1)塗液の調整
イソプロピルセロソルブ408g、純水102.2gおよびメタノール分散酸化錫−酸化チタン−酸化ジルコニウム複合微粒子ゾル(重量%比:70/26/4、固形分濃度30重量%、日産化学工業(株)製HITシリーズ)202.6gを混合した後、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン45.7gおよびγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランgおよびテトラメトキシシラン43.5gおよび前述のDS−186.6gを混合した。この混合液に0.05N塩酸水溶液64gを撹拌しながら滴下した。さらに5時間撹拌後一昼夜熟成させた。この液にトリメチロールプロパンジグリシジルエーテル(ナガセ化成工業(株)製、商品名「デナコールEX−321」)18.8gおよびFe(III)アセチルアセトネート1.2g、シリコン系界面活性剤(日本ユニカー(株)製、商品名「L−7604])0.3gを添加し4時間撹拌後一昼夜熟成させて塗液とした。
この塗液のpHを測定したところ5.43であった。
【0076】
(2)塗布および硬化
このようにして得られた塗液で、屈折率1.58のポリカーボネート射出成形眼鏡レンズにスピンナー法にて塗布を行なった。コーティング条件は、実施例−3と同様な方法で行なった。
塗布後80℃で15分間風乾した後、130℃で2時間焼成を行なった。このようにして得られた硬化被膜の厚みは約2.1ミクロンであり、外観、染色性共に優れたものであった。
【0077】
(3)反射防止薄膜の形成
上記の方法で得られたレンズを実施例−4のZrO2をZrO2とTi酸化物の混合物(ZrO2 /Ti酸化物=65/35(重量比))に変更したこと以外は、同様の方法で反射防止膜を形成した。
得られた多層膜の反射干渉色は緑色を呈し、全光線透過率は99%であった。
【0078】
(4)試験および評価結果
このようにして得られたレンズは実施例−2と同様の方法で試験を行ない、その結果を表1に示した。なお、染色性はハードコートレンズの状態で評価を行なった。
【実施例5】
【0079】
(1)塗液の調整
メチルセロソルブ654g、メタノール分散酸化錫−酸化チタン−酸化ジルコニウム複合微粒子ゾル(重量%比:80/15/5、固形分濃度30重量%、日産化学工業(株)製HITシリーズ)185.3gを混合した後、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン21.2gおよびγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン50.5gおよび前述のDS−233.5gを混合した。この混合液に0.05N塩酸水溶液30gを撹拌しながら滴下を行ない4時間撹拌後一昼夜熟成させた。この液に、1重量%水酸化ナトリウム水溶液6.2g、グリセロールジグリシジルエーテル(ナガセ化成工業(株)製、商品名「デナコールEX−313」)26.2g添加した後第一塩化スズ2.0g、シリコン系界面活性剤(ビッグケミー(株)製;商品名「BYK−300」)0.2gを添加し4時間撹拌後一昼夜熟成させて塗液とした。
この塗液のpHを測定したところ4.96であった。
【0080】
(3)塗布および硬化
このようにして得られた塗液で、屈折率1.56眼鏡レンズ(セイコーエプソン(株)製、セイコープラックスIIGX用レンズ生地)スプレー法にて塗布を行なった。
スプレーは、イワタワイダー61(岩田塗装機(株)製;ノズル口径1mm)を用い、スプレー圧力3Kg/平方cm、塗料吐出量100ml/minでおこなった。
塗布後80℃で10分間風乾した後130℃で2時間焼成を行なった。このようにして得られた硬化被膜の厚みは約4ミクロンであり、外観、染色性共に優れたものであった。
【0081】
(4)試験および評価結果
このようにして得られたレンズは実施例−1と同様の方法で試験を行ない、その結果を表1に示した。
【実施例6】
【0082】
(1)反射防止薄膜の形成
実施例−5で得られたレンズを酸素ガスによるイオンビーム照射処理(加速電圧500V×60秒)を行なった後、基板から大気にむかって順に、SiO2、ZrO2、SiO2、TiO2、SiO2の5層からなる反射防止多層膜を真空蒸着法(真空器械工業(株)製;BMC−1000)にて形成を行なった。その際4層目のTiO2をイオンビームアシスト蒸着により成膜を行った。蒸着各層の光学的膜厚は、最初のSiO2、次のZrO2とSiO2の等価膜層がλ/4、TiO2層がλ/2、最上層のSiO2層がλ/4となる様に形成した。なお、設計波長λは520nmとした。
得られた多層膜の反射干渉色は緑色を呈し、全光線透過率は99%であった。
【0083】
(2)試験および評価結果
このようにして得られたレンズは実施例−2と同様の方法で試験を行ない、その結果を表1に示した。
【0084】
〔比較例1〕
実施例−4において、メタノール分散酸化錫−酸化チタン−酸化ジルコニウム複合微粒子ゾルの代わりにメタノール分散酸化錫−酸化タングステン複合微粒子ゾルを使用したこと以外はすべて同様な方法でレンズに塗布を行なった。
このようにして得られたレンズを実施例−2と同様の方法で試験を行ない、その結果を表1に示した。
【0085】
〔比較例2〕
実施例−4において、メタノール分散酸化錫−酸化チタン−酸化ジルコニウム複合微粒子ゾルの代わりにメチルセロソルブ分散酸化セリウム−酸化チタン−酸化ケイ素複合微粒子ゾルを使用したこと以外はすべて同様な方法でレンズに塗布を行なった
このようにして得られたレンズを実施例−2と同様の方法で試験を行ない、その結果を表1に示した。
【0086】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも下記の成分(A)および(B)を主成分とすることを特徴とするコーティング用組成物。
(A).酸化錫、酸化チタンおよび酸化ジルコニウムから構成される複合酸化物微粒子
(B).一般式
【化1】

で表される有機ケイ素化合物 (式中、R1は重合可能な反応基を有する有機基であり、R2は炭素数1〜6の炭化水素基である。X1は加水分解性基であり、nは0または1である。)
【請求項2】
前記(A)の複合酸化物微粒子の重量%比が、酸化錫60〜85、酸化チタン10〜30、酸化ジルコニウム1〜10であることを特徴とする請求項1記載のコーティング用組成物。
【請求項3】
下記(C)成分を含有することを特徴とする請求項1または2記載のコーティング用組成物。
(C)一般式
【化2】

で表される有機ケイ素化合物(式中、R3、R4は炭素数1〜6の炭化水素基である。X2、X3は加水分解性基である。Yは、カーボネート基またはエポキシ基を含有する有機基であり、mは0または1である。)
【請求項4】
下記(D)成分を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載のコーティング用組成物。
(D).多官能性エポキシ化合物
【請求項5】
下記(E)成分を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のコーティング用組成物。
(E)粒径1〜100ミリミクロンのシリカ微粒子および/または一般式が
Si(OR54
で表される有機ケイ素化合物の加水分解物および/または部分縮合物。(ここでR5は炭素数1から8のアルキル基を表す)
【請求項6】
請求項1乃至5のいずれかに記載のコーティング用組成物のpHを4.5〜7.5とすることを特徴とするコーティング用組成物の製造方法。
【請求項7】
請求項1乃至5のいずれかに記載のコーティング用組成物を用いて製造されたコート被膜表面に無機物質からなる反射防止膜が設けられてなることを特徴とする積層体。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも下記の成分(A)および(B)を主成分とし、前記成分(A)の複合酸化物微粒子の重量%比が、酸化錫60〜85、酸化チタン10〜30、酸化ジルコニウム1〜10であり、且つ前記各重量%比の合計が100となることを特徴とするコーティング用組成物。
(A).酸化錫、酸化チタンおよび酸化ジルコニウムから構成される複合酸化物微粒子
(B).一般式
【化1】

で表される有機ケイ素化合物 (式中、R1 は重合可能な反応基を有する有機基であり、
2 は炭素数1〜6の炭化水素基である。X1 は加水分解性基であり、nは0または1である。)
【請求項2】
下記(C)成分を含有することを特徴とする請求項1記載のコーティング用組成物。
(C)一般式
【化2】

で表される有機ケイ素化合物(式中、R3 、R4 は炭素数1〜6の炭化水素基である。X2 、X3 は加水分解性基である。Yは、カーボネート基またはエポキシ基を含有する有機基であり、mは0または1である。)
【請求項3】
下記(D)成分を含有することを特徴とする請求項1または2のいずれか記載のコーティング用組成物。
(D).多官能性エポキシ化合物
【請求項4】
下記(E)成分を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のコーティング用組成物。
(E)粒径1〜100ミリミクロンのシリカ微粒子および/または一般式がSi(OR5)4で表される有機ケイ素化合物の加水分解物および/または部分縮合物。
(ここでR5 は炭素数1から8のアルキル基を表す)
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載のコーティング用組成物のpHを4.5〜7.5とすることを特徴とするコーティング用組成物の製造方法。
【請求項6】
請求項1乃至4のいずれかに記載のコーティング用組成物を用いて製造されたコート被膜表面に無機物質からなる反射防止膜が設けられてなることを特徴とする積層体。

【公開番号】特開2006−57106(P2006−57106A)
【公開日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−292077(P2005−292077)
【出願日】平成17年10月5日(2005.10.5)
【分割の表示】特願平9−102307の分割
【原出願日】平成9年4月18日(1997.4.18)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】