光学部材
【課題】反射防止性能を有するだけでなく、吸収が少なく、耐摩耗性及び帯電防止効果に優れた良好な光学部材を提供すること。
【解決手段】プラスチック基材と、真空蒸着で形成された多層反射防止膜とを有する光学部材であって、該多層反射防止膜中の少なくとも１層が、炭化金属、窒化金属、及び炭・窒化金属から選ばれる1種以上の無機物質よりなる帯電防止層である光学部材とする。
【解決手段】プラスチック基材と、真空蒸着で形成された多層反射防止膜とを有する光学部材であって、該多層反射防止膜中の少なくとも１層が、炭化金属、窒化金属、及び炭・窒化金属から選ばれる1種以上の無機物質よりなる帯電防止層である光学部材とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止膜を有する光学部材に関し、特に、反射防止性能を有するだけでなく、吸収が少なく、耐摩耗性及び帯電防止効果に優れた良好な光学部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラスチック基材に、無機物質を蒸着してなる反射防止膜を設けた光学部材が知られている。かかる光学部材は優れた反射防止性、耐擦傷性を有している。
しかしながら、このような反射防止膜を有する光学部材は、プラスチック基材であるため、帯電防止効果が十分ではない。その帯電防止効果が十分ではないという課題を解決する方法として、例えば、プラスチック基材上にハードコート層と導電性とハードコート性を有する帯電防止性ハードコート層とを順次設けることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、不定量の酸素を金属に反応させた導電性を有する金属酸化物からなる光学薄膜を反射防止膜中に導入する事によって、帯電防止効果を付与することが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１などに開示されている帯電防止性ハードコート膜の場合では帯電防止効果は十分あるものの、吸収が大きく、レンズが着色してしまうという課題を有していた。
また、特許文献２などに開示されている光学部材は、帯電防止効果は十分あるものの、表面の耐擦傷性に課題を有していた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３２９５９８号公報
【特許文献２】欧州特許公開第０８３４０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点を払拭した、反射防止性能を有するだけでなく、吸収が少なく、耐摩耗性及び帯電防止効果に優れた良好な光学部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、多層反射防止膜の構成層の少なくとも１層として、炭化金属または窒化金属または炭・窒化金属からなる帯電防止層を設けることにより、前記の課題を解決し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成されたものである。
【０００７】
すなわち本発明の光学部材は、プラスチック基材と、真空蒸着で形成された多層反射防止膜とを有する光学部材であって、該多層反射防止膜中の少なくとも１層が、炭化金属、窒化金属、炭・窒化金属から選ばれる1種以上の無機物質からなる帯電防止膜である事を特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、反射防止性能を有するだけでなく、吸収が少なく、耐摩耗性及び帯電防止効果に優れた良好な光学部材が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の多層反射防止膜は、屈折率の異なる複数の層が、必要に応じて設けられるその他の層と共に、蒸着法で形成された膜である。また、各層は、良好な膜強度及び密着性を得るためイオンアシスト法で形成されていると好ましい。
【００１０】
本発明の帯電防止層は多層反射防止膜の他の層と同様に、蒸着法で形成される。また、良好な帯電防止効果、膜硬度及び密着性を得るためにイオンアシスト法で形成されていると好ましい。
【００１１】
前記多層反射防止膜の帯電防止層以外の膜構成層は特に限定されないが、良好な反射防止効果等の物性を得るため、低屈折率層としてＳｉＯ2層、又はＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3との混合層を、高屈折率層としてＮｂ2Ｏ5層、ＴｉＯ2層、又はＴａ2Ｏ5層を有することが好ましい。
【００１２】
本発明における、炭化金属、窒化金属、炭・窒化金属から選ばれる１種以上の無機物質からなる帯電防止層を形成するために使用される金属としては、特に限定されないがＴｉ及び／又はＣｒから選ばれる１種以上の金属が好ましい。
前記帯電防止層を作製する際に使用する気体としては、炭化金属、窒化金属、炭・窒化金属のいずれの層を形成するかに応じて、ＣＨ4及びＮ2から選ばれる1種以上の高純度気体又はその混合ガスが用いられる。
【００１３】
前記帯電防止層のイオンアシスト法において、出力で好ましい範囲は、特に、良好な反応を得る観点から、加速電圧が5０〜７００V 、加速電流が３０〜２５０mAである。
前記イオンアシスト法を実施する際に使用されるイオン化ガスは、特に限定されないが、成膜中の反応性、酸化防止の点からＮ2及びＣＨ4から選ばれる1種以上の高純度気体又はその混合ガスを用いるのが好ましい。
【００１４】
前記帯電防止層の層数と膜厚は特に限定されないが、特に、良好な帯電防止効果を維持しつつ、吸収の少ない反射防止膜とする観点から、全膜厚が５〜１００nmであることが好ましい。
前記帯電防止層の層数について、前記総膜厚の範囲内であれば、特に限定がないが、生産性の高い反射防止膜とする観点から、１ないし２とすることが好ましい。
【００１５】
前記帯電防止層は、多層反射防止膜中の任意の位置に形成できるが、特に優れた帯電防止効果を得るために、プラスチック基材から最も遠い位置に施すことが好ましい。帯電防止層が２層以上ある場合は、その内の１層をプラスチック基材から最も遠い位置に施すことが好ましい。但し、後記するハイブリッド層を１層以上設ける場合は、ハイブリッド層の内の１層をプラスチック基材から最も遠い位置に施し、それに隣接する（プラスチック基材側）位置に帯電防止層を施すのが好ましい。
【００１６】
前記帯電防止層の成膜前に密着性確保のためにイオン化ガス処理しても良い。イオン銃前処理におけるイオン化ガスは、Ｏ2及び／又はＡｒなどを用いることができ、イオン化ガス処理の出力で好ましい範囲は、特に良好な密着性、耐摩耗性を得る観点から加速電圧が５０〜７００V、 加速電流が５０〜２５０mAである。
【００１７】
本発明における、多層反射防止膜の最表層には、良好な撥水性を得るために、更に撥水層を用いる事が好ましい。
撥水層の形成方法は、特に限定されず、例えば、蒸着加熱法、浸漬塗布法、スピンコーティング法等により形成することができる。
前記撥水層の成膜前に密着性確保のためにイオン化ガス処理しても良い。イオン銃前処理におけるイオン化ガスは、Ｏ2及び／又はＡｒなどを用いることができ、イオン化ガス処理の出力で好ましい範囲は、特に良好な密着性、耐摩耗性を得る観点から加速電圧が５０〜７００V、 加速電流が５０〜２５０mAである。
【００１８】
前記多層反射防止膜の、上記帯電防止層、低屈折率層、高屈折率層及び撥水層以外の膜構成層は特に限定されないが、良好な耐擦傷性等の物性を得るため、前記多層反射防止膜中の少なくとも１層が、ＳｉＯ2単体、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3との混合物、又は、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5及びＹ2Ｏ3から選ばれる1種以上の無機物質と、常温、常圧下で液体である有機ケイ素化合物及び／又は常温、常圧下で液体である、その側鎖又は末端に反応性基を含有する炭素と水素とを必須成分とするケイ素非含有有機化合物とを蒸着原料として、形成されるハイブリッド層を有する事が好ましい。
【００１９】
前記ハイブリッド層に使用される有機物質としては、膜厚の制御、蒸着速度の制御の観点から、常温、常圧下で、液体状態にある有機ケイ素化合物及び／又は常温、常圧下で液体である、その側鎖又は末端に反応性基を含有する炭素と水素とを必須成分とするケイ素非含有有機化合物が用いられる。
【００２０】
前記有機ケイ素化合物としては、例えば、以下の一般式（ａ）〜（ｄ）で表されるいずれかの構造を有することが好ましい。
一般式（ａ）：シラン・シロキサン化合物
【００２１】
【化１】
【００２２】
一般式（ｂ）：シラザン化合物
【００２３】
【化２】
【００２４】
一般式（ｃ）：シクロシロキサン化合物
【００２５】
【化３】
【００２６】
一般式（ｄ）：シクロシラザン化合物
【００２７】
【化４】
【００２８】
一般式（ａ）〜（ｄ）において、式中のｍ、ｎは、それぞれ独立に０以上の整数を表し、X1〜X8はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜6の炭化水素基（飽和・不飽和双方を含む）、−OR1基、−CH2OR2基、−COOR3基、−OCOR4基、−SR5基、−CH2SR6基、−NR72基、または、−CH2NR82基(R1〜R8は水素または炭素数1〜6の炭化水素基（飽和・不飽和双方を含む））を表す。また、X1〜X8はすべて同じ官能基でも良いし、すべて異なるものでも良く限定されない。
【００２９】
前記R1〜R8の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、フェニル基、シクロヘキシル基、プロピニル基、イソプロペニル基等が挙げられる。
【００３０】
前記有機ケイ素化合物の数平均分子量は、ハイブリッド膜中の有機成分の制御、膜自体の強度の点から、好ましくは、４８〜３２０、特に好ましくは、４８〜２４９である。
【００３１】
さらに、前記の、その側鎖または末端に反応性基を含有する炭素及び水素を必須成分とするケイ素非含有有機化合物としては、例えば以下の一般式（ｅ）〜（ｇ）で表される化合物が好ましく用いられる。
一般式（ｅ）：片末端にエポキシ基を有する炭素及び水素を必須成分とするケイ素非含有有機化合物
【００３２】
【化５】
【００３３】
一般式（ｆ）：両末端にエポキシ基を有する炭素及び水素を必須成分とするケイ素非含有有機化合物
【００３４】
【化６】
【００３５】
一般式（ｅ）及び（ｆ）において、Ｒ9、Ｒ10は水素、炭素数1〜18の炭化水素、または、ポリエーテルを主鎖とする炭素数1〜18の炭素及び水素及び酸素を必須成分とする有機基を表す。
【００３６】
一般式（ｇ）：二重結合を含む、炭素及び水素を必須成分とするケイ素非含有有機化合物
【００３７】
【化７】
【００３８】
一般式（ｇ）において、Ｘ9〜Ｘ12は水素、炭素数1〜18の炭化水素、炭素数1〜18の炭素及び水素及び酸素を必須成分とする有機基、炭素数1〜18の炭素及び水素及び窒素を必須成分とする有機基、または炭素数1〜18の炭素及び水素及び酸素及び窒素を必須成分とする有機基を表す。
【００３９】
前記一般式（ｅ）〜（ｇ）で表される化合物の数平均分子量は、ハイブリッド膜中の有機成分の制御及びハイブリッドの膜強度を考慮して、好ましくは、２８~３２０、特に好ましくは、２８~２４９である。
【００４０】
前記ハイブリッド層を形成する際には、無機物質、有機物質それぞれを別の蒸着源にて同時に蒸着して成膜するのが好ましい。
また、蒸着速度の制御の観点から、有機物質を貯蔵する外部モノマータンクを加熱・減圧してモノマーをチャンバー内に供給し、Ｏ2ガス及び/またはＡｒガスを用いイオンアシスト成膜するのが好ましい。また、有機物質の導入口は、無機物質蒸発源真上に設けるのが対衝撃性、対摩耗性向上に効果的であり、有機ケイ素化合物を使用する場合は下部より、その側鎖または末端に反応性基を含有する炭素及び水素を必須成分とするケイ素非含有有機化合物を使用する場合は上部より、各々供給するのが好ましい。
【００４１】
前記外部モノマータンクの加熱温度は、その有機物質の蒸発温度により異なるが、３０〜２００℃、好ましくは５０〜１５０℃とすることが適当な蒸着速度を得るという点から好ましい。
【００４２】
前記ハイブリッド層の有機物質の好ましい層内含有率は、特に良好な物性改質効果が得られる点を考慮して、０．０２〜２５質量％である。
【００４３】
前記ハイブリッド層は、多層反射防止膜中の任意の位置に形成できる。また、前記ハイブリッド層は複数の層への形成も可能である。ハイブリッド層の好ましい位置としては、特に優れた耐衝撃性を得るために、プラスチック基材に最も近い位置及び／又はプラスチック基材から最も遠い位置に施すことが好ましい。
【００４４】
また、特に優れた密着性を得るため前記ハイブリッド層は、イオンアシスト法で形成されていると好ましい。
前記ハイブリッド層を作製する際のイオンアシスト法において、出力で好ましい範囲は、特に、良好な反応を得る観点から、加速電圧が５０〜７００V、 加速電流が３０〜２５０mAである。イオンアシスト法を実施する際に使用されるイオン化ガスは、成膜中の反応性、酸化防止の点からＡｒガス及び／又はＯ2ガスを用いるのが好ましい。
【００４５】
また、本発明の光学部材は、多層反射防止膜の下に、密着性を向上させるために、下地層として、前記ハイブリッド層形成の際に触媒作用のある金属、例えば、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｂ及びＴｉから選ばれる１種以上からなる層を施すことができる。特に好ましい下地層は、より良好な耐衝撃性を付与させるために、Ｎｂからなる金属層である。
金属層を下地層として用いた場合、下地層の上に設けられるハイブリッド層の反応が進みやすくなり、分子内編み目構造を有する物質が得られ、耐衝撃性が向上する。
【００４６】
本発明で使用するプラスチック基材の材質は、特に限定されず、例えば、メチルメタクリレ−ト単独重合体、メチルメタクリレ−トと１種以上の他のモノマ−との共重合体、ジエチレングリコ−ルビスアリルカ−ボネ−ト単独重合体、ジエチレングリコ−ルビスアリルカ−ボネ−トと１種以上の他のモノマ−との共重合体、イオウ含有共重合体、ハロゲン共重合体、ポリカ−ボネ−ト、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリウレタン、ポリチオウレタン、エピチオ基を有する化合物を原料とする重合体などが挙げられる。
【００４７】
本発明の光学部材においては、前記プラスチック基材とその上に形成される前記下地層等の層との間に、硬化被膜を有しても良い。
硬化被膜としては、通常、金属酸化物コロイド粒子と下記一般式（ｈ）
（Ｒ11）a (Ｒ12)bＳｉ（ＯＲ13）4-(a+b) ・・・（ｈ）
（式中、Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数６〜８のアリール基、炭素数１〜８のアシル基、ハロゲン基、グリシドキシ基、エポキシ基、アミノ基、フェニル基、メルカプト基、メタクリロキシ基及びシアノ基の中から選ばれる有機基を示し、Ｒ13は炭素数１〜８のアルキル基、炭素数１〜８アシル基及び炭素数６〜８のフェニル基の中から選ばれる有機基を示し、ａ及びｂは、それぞれ独立に０又は１の整数である。）で表される有機ケイ素化合物とからなる組成物が使用される。
【００４８】
前記金属酸化物コロイド粒子としては、例えば、ＷＯ3、ＺｎＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、ＢｅＯ又はＳｂ2Ｏ5等が挙げられ、単独又は２種以上を併用することができる。
【００４９】
前記硬化被膜を作るコ−ティング液には、従来知られている方法で、液の調整を行うことができる。即ち、上記の金属酸化物コロイド粒子及び一般式（ｈ）で表される有機ケイ素化合物の他に、所望により、硬化触媒、塗布時における濡れ性を向上させ硬化被膜の平滑性を向上させる目的で各種の有機溶剤や界面活性剤を含有させることもできる。さらに、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤老化防止剤等もコーティング組成物及び硬化被膜の物性に影響を与えない限り添加することができる。
【００５０】
前記コ−ティング組成物の硬化は、熱風乾燥または活性エネルギー線照射によって行い、硬化条件としては、７０〜２００℃の熱風中にて行うのが好ましく、特に好ましくは９０〜１５０℃である。なお活性エネルギー線としては遠赤外線等があり、熱による損傷を低く抑えることができる。
【００５１】
前記コ−ティング組成物よりなる硬化被膜を基材上に形成する方法としては、上述したコ−ティング組成物を基材に塗布する方法が挙げられる。塗布手段としてはディッピング法、スピンコーティング法、スプレー法等の通常行われる方法が適用できるが、面精度の面からディッピング法、スピンコーティング法が特に好ましい。
【００５２】
硬化被膜とその上の下地層等の層との密着性確保または蒸着物質の初期膜形成状態の均一化を図るために、硬化被膜表面にイオン化ガス処理しても良い。イオン銃前処理におけるイオン化ガスは、Ｏ2及び／又はＡｒなどを用いることができ、イオン化ガス処理の出力で好ましい範囲は、特に良好な密着性、耐摩耗性を得る観点から加速電圧が５０〜７００V 、加速電流が５０〜２５０mAである。
【００５３】
なお、本発明においては、特開昭６３-１４１００１号公報などに記載されている、プラスチック基材と多層反射防止膜との間に有機化合物よりなるプライマ−層を施すことを否定するものでなく、更なる耐衝撃性向上のため、プラスチック基材と多層反射防止膜との間、又はプラスチック基材と硬化被膜との間に、有機化合物を原料とするプライマ−層を施してもよい。
【００５４】
このプライマ−層の例としては、ポリイソシアネートとポリオールを原料として、ウレタン系の膜を形成するものが挙げられる。ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４'−シクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネートのそれぞれ数分子を種々の方法で結合させた付加物、イソシアヌレート、アロファネート、ビュウレット、カルボジイミドをアセト酢酸、マロン酸、メチルエチルケトオキシムなどでブロックしたものなどが挙げられ、一方、ポリオールとしては、水酸基を１分子内に複数個有するポリエステル、ポリエーテル、ポリカプロラクトン、ポリカーボネート、ポリアクリレートなどが挙げられる。また、プライマー膜の屈折率向上のため、ＴｉＯ2微粒子などの酸化金属微粒子をプライマ−層に含有することができる。
特に、屈折率が１．６８〜１．７６程度のエピチオ基を有する化合物を原料とするプラスチック基材にプライマ−層を施し、さらに本発明の多層反射防止膜を施すことにより、基材の中心厚を小さくしても耐衝撃性、密着性、耐擦傷性に優れた光学部材を得ることができる。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例において得られた光学部材の物性評価は以下のようにして行った。
【００５６】
（１）視感透過率
プラスチックレンズの視感透過率Ｙは、両面に反射防止膜を有するプラスチックレンズをサンプルとして、日立分光光度計Ｕ−３４１０を用い測定した。
【００５７】
（２）視感反射率
プラスチックレンズの視感反射率Ｙは、両面に反射防止膜を有するプラスチックレンズをサンプルとして、日立分光光度計Ｕ−３４１０を用い測定した。
【００５８】
（３）耐衝撃性
レンズ中心部厚さが１．０ｍｍまたは２．０ｍｍ（CTと記載する）で、レンズ度数パワ−が０．００Ｄ（ディオプタ−）のレンズを作製してＦＤＡ（Food and Drug Administration）で定められているドロップボールテストを行い、以下の基準で評価した。
○：合格 ×：不合格
なお、ここでのボ−ルの重さは１４ｇであった。更にレンズが破損するまでドロップボールテストを継続し、最大荷重として強度確認を行った。
【００５９】
（４）密着性
プラスチックレンズの表面に剃刀にて１ｍｍ×１ｍｍの升目を１００個作成し、升目上にセロハンテープ（ニチバン社製造販売）を貼り、一気にテープをはがし、残った升目の数（残った升目の数／１００）で評価した。
【００６０】
（５）耐摩耗性
プラスチックレンズの表面にスチールウール（規格＃００００，日本スチ−ルウ−ル社製）にて１ｋｇｆ／ｃｍ2（０．１Ｍｐａ）の荷重をかけ、１０ストローク擦り、表面状態により以下の基準で評価した。
ＵＡ：殆ど傷なし
Ａ：細い傷数本あり
Ｂ：細い傷多数、太い傷数本あり
Ｃ：細い傷多数、太い傷多数あり
Ｄ：殆ど膜はがれ状態
【００６１】
（６）耐熱性
プラスチックレンズをドライオーブンで６０℃から、５℃づつ上昇させて１時間加熱し、クラックの発生温度を測定した。
【００６２】
（７）耐アルカリ性
プラスチックレンズをＮａＯＨ１０％水溶液に２０℃、１時間浸漬し、表面状態により以下の基準で評価した。
ＵＡ：殆ど変化なし
Ａ：点状の膜はがれ数個あり
Ｂ：点状の膜はがれが全面にあり
Ｃ：点状の膜はがれが全面、面状の膜はがれ数個あり
Ｄ：殆ど全面膜はがれ
【００６３】
（８）Ｂａｙｅｒ値
摩耗試験機 BTE Abrasion Tester（商品名、米COLTS社製）及び、ヘイズ 値測定装置（村上色彩技術研究所社製）を使用し、基準レンズとのヘイズ値変 化の差によりＢａｙｅｒ値を測定した。
（サンプル数、測定方法）
(a) 基準レンズ（ＣＲ３９基材）３枚、サンプルレンズ３枚を用意。
(b) 摩耗テスト前ヘイズ(haze)値の測定。
(c) BTE Abrasion Testerにて、摩耗性テスト。
（砂による表面摩耗６００往復）
(d) 摩耗テスト後ヘイズ値の測定。
(e) Ｂａｙｅｒ値算出 （３枚分の平均値とする）
（Ｂａｙｅｒ値＝基準レンズの透過率変化／サンプルレンズの透過率変化）
【００６４】
（９）帯電電圧（初期帯電電圧及び1/e減期）
ティッシュペーパーを用いて、プラスチックレンズの凸面を１００回手で擦り、その時の帯電電圧を静電メータＦＭＸ−００２（シムコジャパン社製）を用いて測定した。帯電電圧は経時変化するため、１００回擦った後、５、１０、２０、４０、８０、１６０、３２０秒後の帯電電圧を測定し、結果をV=V0exp(-at)でフィッティングする。ここでV、V0、1/a、tはそれぞれ、帯電電圧、推定初期帯電電圧、1/e減期、経過時間である。
この結果より、以下の基準で帯電防止効果のありなしを判断する。
V0<300V、かつ1/a<50秒以下：帯電防止効果あり
V0>300V、または1/a>50秒以下：帯電防止効果なし
【００６５】
（１０）帯電防止層単層膜表面抵抗値
帯電防止層をガラス上に３０ｎｍ成膜し、その表面抵抗を絶縁抵抗計KEW3022（共立電気計器社製）を用いて測定した。
【００６６】
また、実施例及び比較例において使用した材料の種類、製造方法及び各種処理方法は、次の通りである。
（Ａ）プラスチックレンズ基板
基材Ａ：ジエチレングリコ−ルビスアリルカ−ボネ−ト、屈折率１．５０、中 心厚２．０ｍｍ、レンズ度数０．００
基材Ｂ：EYRY基材（商品名、ＨＯＹＡ（株）製造、エピチオ基を有する化合物を用いた重合体）屈折率１．７０、中心厚１．０ｍｍ、レンズ度数０．００
基材Ｃ：EYNOA基材（商品名、ＨＯＹＡ（株）製造、ポリチオウレタン樹脂）屈折率１．６７、中心厚１．０ｍｍ、レンズ度数０．００
基材D：EYAS基材（商品名、ＨＯＹＡ（株）製造、ポリチオウレタン樹脂）屈折率１．６０、中心圧１．０ｍｍ、レンズ度数０．００
【００６７】
（Ｂ）硬化膜
(a)−１ コ−ティング組成物Ａの作成
５℃雰囲気下、変性酸化第二スズ−酸化ジルコニウム−酸化タングステン−酸化珪素複合体メタノールゾル４５質量部とγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１５質量部及びテトラエトキシシラン３質量部とを混合し、１時間攪拌する。その後、０．００１モル／Ｌ濃度の塩酸４．５質量部を添加し、５０時間攪拌する。その後、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテル２５質量部、ダイアセトンアルコール9質量部及びアルミニウムトリスアセチルアセトネート１．８質量部、過塩素酸アルミニウム０．０５質量部を順次添加し、１５０時間攪拌する。得られた溶液を０．５μmフィルターでろ過する。
【００６８】
(a)−２ 硬化膜Ａの作成
前記基材Ａ又はＤを６０℃、１０質量％水酸化ナトリウム水溶液中に３００秒間浸漬し、その後、超音波２８ｋＨｚ印加の下、イオン交換水を用いて３００秒間洗浄した。最後に、７０℃雰囲気下、乾燥させる一連の工程を基材前処理とした。
前処理を施した基材Ａ又はＤを、ディッピング法にてコーティング組成物Ａに３０秒間浸漬し、３０ｃｍ／分にて引き上げた基材を、１２０℃、６０分間の条件にて硬化させた。
【００６９】
(b)−１ コ−ティング組成物Bの作成
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１００質量部を攪拌しながら０．０１モル／L濃度塩酸１．４質量部、水２３質量部を添加し、２４時間攪拌してγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物を得る。次に酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化珪素を主体とする複合体微粒子ゾル２００質量部とエチルセロソルブ１００質量部、シリコーン系界面活性剤０．５質量部及びアルミニウムアセチルアセトネート３．０質量部とを混合し、前述の
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物に加え、十分攪拌した後に、ろ過する。
【００７０】
(b)−２ 硬化膜Bの作成
アルカリ水溶液で前処理した基材Ｂ又は基材Ｃを、ディッピング法にてコーティング組成物Ｂに３０秒間浸漬し、２０ｃｍ／分にて引き上げた基材を、１２０℃、１２０分間の条件にて硬化させる。
【００７１】
（Ｃ）硬化膜のイオン銃処理
硬化膜上に、表に記載したイオン加速電圧及び加速電流、照射時間、ガス雰囲気下の条件で、イオン銃にてイオン照射を行った。
【００７２】
実施例１〜１０及び比較例１，２
前記イオン照射した基材Ｄ上の硬化膜Ａまたは基材Ｂ又はＣ上の硬化膜Ｂの上に、第１表１／１２〜１２／１２に示した条件で、第１〜8層（比較例は１〜７層）からなる多層反射防止膜を形成して、プラスチックレンズを得た。
なお、ハイブリッド層は、無機物質の蒸着と有機物質との蒸着との、二元蒸着として、ほぼ同時に蒸着するように条件を設定した。有機物質の蒸着の際は、外部加熱タンクにて気化し、気化した有機物を、ガスバルブ、マスフローコントローラを使用して、蒸着装置内に導入した。ハイブリッド層を形成する際には、Ａｒガス、Ｏ2ガスとの混合ガスの雰囲気下にてイオンアシスト法を用いた。
また、Ｍ1は蒸着使用物質、CM1はケイ素非含有有機化合物であることを表す。
【００７３】
表中に記載されているケイ素非含有有機化合物の詳細は次の通りである。
エポライト７０（プロピレングリコ−ルジグリシジルエ−テル、分子量約１８８、共栄社化学社製）
ＥＸ９２０（ポリプロピレングリコ−ルグリシジルエ−テル、平均分子量約３０４、ナガセケムテックス社製）
【００７４】
なお、実施例5及び6においては、基材と硬化被膜との間にプライマ−層を施した。そのプライマ−層の形成方法は次の通りである。
ポリエステルタイプのポリオール（住友バイエルウレタン社の商品名、デスモフェンＡ−６７０使用）６．６５質量部、ブロック型ポリイソシアネート（住友バイエルウレタン社の商品名、ＢＬ−３１７５使用）６．０８質量部、硬化触媒としてジブチル錫ジラウレート０．１７質量部、レベリング剤としてフッ素系レベリング剤（住友スリーエム社の商品名、フロラードＦＣ−４３０使用）０．１７質量部、および溶媒としてジアセトンアルコール９５．７１質量部からなる混合物を均一な状態になるまで充分攪拌して得られた。かくして得られた液状のプライマーは、前処理としてのアルカリ処理された基体レンズ上に浸漬法（引き上げ速度：２４ｃｍ／分）にて塗布され、１００℃で４０分加熱して硬化され、厚さ２〜３μｍのプライマー層を形成した。
【００７５】
【表１】
【００７６】
【表２】
【００７７】
【表３】
【００７８】
【表４】
【００７９】
【表５】
【００８０】
【表６】
【００８１】
【表７】
【００８２】
【表８】
【００８３】
【表９】
【００８４】
【表１０】
【００８５】
【表１１】
【００８６】
【表１２】
【００８７】
【表１３】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止膜を有する光学部材に関し、特に、反射防止性能を有するだけでなく、吸収が少なく、耐摩耗性及び帯電防止効果に優れた良好な光学部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラスチック基材に、無機物質を蒸着してなる反射防止膜を設けた光学部材が知られている。かかる光学部材は優れた反射防止性、耐擦傷性を有している。
しかしながら、このような反射防止膜を有する光学部材は、プラスチック基材であるため、帯電防止効果が十分ではない。その帯電防止効果が十分ではないという課題を解決する方法として、例えば、プラスチック基材上にハードコート層と導電性とハードコート性を有する帯電防止性ハードコート層とを順次設けることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、不定量の酸素を金属に反応させた導電性を有する金属酸化物からなる光学薄膜を反射防止膜中に導入する事によって、帯電防止効果を付与することが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１などに開示されている帯電防止性ハードコート膜の場合では帯電防止効果は十分あるものの、吸収が大きく、レンズが着色してしまうという課題を有していた。
また、特許文献２などに開示されている光学部材は、帯電防止効果は十分あるものの、表面の耐擦傷性に課題を有していた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３２９５９８号公報
【特許文献２】欧州特許公開第０８３４０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点を払拭した、反射防止性能を有するだけでなく、吸収が少なく、耐摩耗性及び帯電防止効果に優れた良好な光学部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、多層反射防止膜の構成層の少なくとも１層として、炭化金属または窒化金属または炭・窒化金属からなる帯電防止層を設けることにより、前記の課題を解決し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成されたものである。
【０００７】
すなわち本発明の光学部材は、プラスチック基材と、真空蒸着で形成された多層反射防止膜とを有する光学部材であって、該多層反射防止膜中の少なくとも１層が、炭化金属、窒化金属、炭・窒化金属から選ばれる1種以上の無機物質からなる帯電防止膜である事を特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、反射防止性能を有するだけでなく、吸収が少なく、耐摩耗性及び帯電防止効果に優れた良好な光学部材が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の多層反射防止膜は、屈折率の異なる複数の層が、必要に応じて設けられるその他の層と共に、蒸着法で形成された膜である。また、各層は、良好な膜強度及び密着性を得るためイオンアシスト法で形成されていると好ましい。
【００１０】
本発明の帯電防止層は多層反射防止膜の他の層と同様に、蒸着法で形成される。また、良好な帯電防止効果、膜硬度及び密着性を得るためにイオンアシスト法で形成されていると好ましい。
【００１１】
前記多層反射防止膜の帯電防止層以外の膜構成層は特に限定されないが、良好な反射防止効果等の物性を得るため、低屈折率層としてＳｉＯ2層、又はＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3との混合層を、高屈折率層としてＮｂ2Ｏ5層、ＴｉＯ2層、又はＴａ2Ｏ5層を有することが好ましい。
【００１２】
本発明における、炭化金属、窒化金属、炭・窒化金属から選ばれる１種以上の無機物質からなる帯電防止層を形成するために使用される金属としては、特に限定されないがＴｉ及び／又はＣｒから選ばれる１種以上の金属が好ましい。
前記帯電防止層を作製する際に使用する気体としては、炭化金属、窒化金属、炭・窒化金属のいずれの層を形成するかに応じて、ＣＨ4及びＮ2から選ばれる1種以上の高純度気体又はその混合ガスが用いられる。
【００１３】
前記帯電防止層のイオンアシスト法において、出力で好ましい範囲は、特に、良好な反応を得る観点から、加速電圧が5０〜７００V 、加速電流が３０〜２５０mAである。
前記イオンアシスト法を実施する際に使用されるイオン化ガスは、特に限定されないが、成膜中の反応性、酸化防止の点からＮ2及びＣＨ4から選ばれる1種以上の高純度気体又はその混合ガスを用いるのが好ましい。
【００１４】
前記帯電防止層の層数と膜厚は特に限定されないが、特に、良好な帯電防止効果を維持しつつ、吸収の少ない反射防止膜とする観点から、全膜厚が５〜１００nmであることが好ましい。
前記帯電防止層の層数について、前記総膜厚の範囲内であれば、特に限定がないが、生産性の高い反射防止膜とする観点から、１ないし２とすることが好ましい。
【００１５】
前記帯電防止層は、多層反射防止膜中の任意の位置に形成できるが、特に優れた帯電防止効果を得るために、プラスチック基材から最も遠い位置に施すことが好ましい。帯電防止層が２層以上ある場合は、その内の１層をプラスチック基材から最も遠い位置に施すことが好ましい。但し、後記するハイブリッド層を１層以上設ける場合は、ハイブリッド層の内の１層をプラスチック基材から最も遠い位置に施し、それに隣接する（プラスチック基材側）位置に帯電防止層を施すのが好ましい。
【００１６】
前記帯電防止層の成膜前に密着性確保のためにイオン化ガス処理しても良い。イオン銃前処理におけるイオン化ガスは、Ｏ2及び／又はＡｒなどを用いることができ、イオン化ガス処理の出力で好ましい範囲は、特に良好な密着性、耐摩耗性を得る観点から加速電圧が５０〜７００V、 加速電流が５０〜２５０mAである。
【００１７】
本発明における、多層反射防止膜の最表層には、良好な撥水性を得るために、更に撥水層を用いる事が好ましい。
撥水層の形成方法は、特に限定されず、例えば、蒸着加熱法、浸漬塗布法、スピンコーティング法等により形成することができる。
前記撥水層の成膜前に密着性確保のためにイオン化ガス処理しても良い。イオン銃前処理におけるイオン化ガスは、Ｏ2及び／又はＡｒなどを用いることができ、イオン化ガス処理の出力で好ましい範囲は、特に良好な密着性、耐摩耗性を得る観点から加速電圧が５０〜７００V、 加速電流が５０〜２５０mAである。
【００１８】
前記多層反射防止膜の、上記帯電防止層、低屈折率層、高屈折率層及び撥水層以外の膜構成層は特に限定されないが、良好な耐擦傷性等の物性を得るため、前記多層反射防止膜中の少なくとも１層が、ＳｉＯ2単体、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3との混合物、又は、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5及びＹ2Ｏ3から選ばれる1種以上の無機物質と、常温、常圧下で液体である有機ケイ素化合物及び／又は常温、常圧下で液体である、その側鎖又は末端に反応性基を含有する炭素と水素とを必須成分とするケイ素非含有有機化合物とを蒸着原料として、形成されるハイブリッド層を有する事が好ましい。
【００１９】
前記ハイブリッド層に使用される有機物質としては、膜厚の制御、蒸着速度の制御の観点から、常温、常圧下で、液体状態にある有機ケイ素化合物及び／又は常温、常圧下で液体である、その側鎖又は末端に反応性基を含有する炭素と水素とを必須成分とするケイ素非含有有機化合物が用いられる。
【００２０】
前記有機ケイ素化合物としては、例えば、以下の一般式（ａ）〜（ｄ）で表されるいずれかの構造を有することが好ましい。
一般式（ａ）：シラン・シロキサン化合物
【００２１】
【化１】
【００２２】
一般式（ｂ）：シラザン化合物
【００２３】
【化２】
【００２４】
一般式（ｃ）：シクロシロキサン化合物
【００２５】
【化３】
【００２６】
一般式（ｄ）：シクロシラザン化合物
【００２７】
【化４】
【００２８】
一般式（ａ）〜（ｄ）において、式中のｍ、ｎは、それぞれ独立に０以上の整数を表し、X1〜X8はそれぞれ独立に水素、炭素数1〜6の炭化水素基（飽和・不飽和双方を含む）、−OR1基、−CH2OR2基、−COOR3基、−OCOR4基、−SR5基、−CH2SR6基、−NR72基、または、−CH2NR82基(R1〜R8は水素または炭素数1〜6の炭化水素基（飽和・不飽和双方を含む））を表す。また、X1〜X8はすべて同じ官能基でも良いし、すべて異なるものでも良く限定されない。
【００２９】
前記R1〜R8の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、フェニル基、シクロヘキシル基、プロピニル基、イソプロペニル基等が挙げられる。
【００３０】
前記有機ケイ素化合物の数平均分子量は、ハイブリッド膜中の有機成分の制御、膜自体の強度の点から、好ましくは、４８〜３２０、特に好ましくは、４８〜２４９である。
【００３１】
さらに、前記の、その側鎖または末端に反応性基を含有する炭素及び水素を必須成分とするケイ素非含有有機化合物としては、例えば以下の一般式（ｅ）〜（ｇ）で表される化合物が好ましく用いられる。
一般式（ｅ）：片末端にエポキシ基を有する炭素及び水素を必須成分とするケイ素非含有有機化合物
【００３２】
【化５】
【００３３】
一般式（ｆ）：両末端にエポキシ基を有する炭素及び水素を必須成分とするケイ素非含有有機化合物
【００３４】
【化６】
【００３５】
一般式（ｅ）及び（ｆ）において、Ｒ9、Ｒ10は水素、炭素数1〜18の炭化水素、または、ポリエーテルを主鎖とする炭素数1〜18の炭素及び水素及び酸素を必須成分とする有機基を表す。
【００３６】
一般式（ｇ）：二重結合を含む、炭素及び水素を必須成分とするケイ素非含有有機化合物
【００３７】
【化７】
【００３８】
一般式（ｇ）において、Ｘ9〜Ｘ12は水素、炭素数1〜18の炭化水素、炭素数1〜18の炭素及び水素及び酸素を必須成分とする有機基、炭素数1〜18の炭素及び水素及び窒素を必須成分とする有機基、または炭素数1〜18の炭素及び水素及び酸素及び窒素を必須成分とする有機基を表す。
【００３９】
前記一般式（ｅ）〜（ｇ）で表される化合物の数平均分子量は、ハイブリッド膜中の有機成分の制御及びハイブリッドの膜強度を考慮して、好ましくは、２８~３２０、特に好ましくは、２８~２４９である。
【００４０】
前記ハイブリッド層を形成する際には、無機物質、有機物質それぞれを別の蒸着源にて同時に蒸着して成膜するのが好ましい。
また、蒸着速度の制御の観点から、有機物質を貯蔵する外部モノマータンクを加熱・減圧してモノマーをチャンバー内に供給し、Ｏ2ガス及び/またはＡｒガスを用いイオンアシスト成膜するのが好ましい。また、有機物質の導入口は、無機物質蒸発源真上に設けるのが対衝撃性、対摩耗性向上に効果的であり、有機ケイ素化合物を使用する場合は下部より、その側鎖または末端に反応性基を含有する炭素及び水素を必須成分とするケイ素非含有有機化合物を使用する場合は上部より、各々供給するのが好ましい。
【００４１】
前記外部モノマータンクの加熱温度は、その有機物質の蒸発温度により異なるが、３０〜２００℃、好ましくは５０〜１５０℃とすることが適当な蒸着速度を得るという点から好ましい。
【００４２】
前記ハイブリッド層の有機物質の好ましい層内含有率は、特に良好な物性改質効果が得られる点を考慮して、０．０２〜２５質量％である。
【００４３】
前記ハイブリッド層は、多層反射防止膜中の任意の位置に形成できる。また、前記ハイブリッド層は複数の層への形成も可能である。ハイブリッド層の好ましい位置としては、特に優れた耐衝撃性を得るために、プラスチック基材に最も近い位置及び／又はプラスチック基材から最も遠い位置に施すことが好ましい。
【００４４】
また、特に優れた密着性を得るため前記ハイブリッド層は、イオンアシスト法で形成されていると好ましい。
前記ハイブリッド層を作製する際のイオンアシスト法において、出力で好ましい範囲は、特に、良好な反応を得る観点から、加速電圧が５０〜７００V、 加速電流が３０〜２５０mAである。イオンアシスト法を実施する際に使用されるイオン化ガスは、成膜中の反応性、酸化防止の点からＡｒガス及び／又はＯ2ガスを用いるのが好ましい。
【００４５】
また、本発明の光学部材は、多層反射防止膜の下に、密着性を向上させるために、下地層として、前記ハイブリッド層形成の際に触媒作用のある金属、例えば、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｂ及びＴｉから選ばれる１種以上からなる層を施すことができる。特に好ましい下地層は、より良好な耐衝撃性を付与させるために、Ｎｂからなる金属層である。
金属層を下地層として用いた場合、下地層の上に設けられるハイブリッド層の反応が進みやすくなり、分子内編み目構造を有する物質が得られ、耐衝撃性が向上する。
【００４６】
本発明で使用するプラスチック基材の材質は、特に限定されず、例えば、メチルメタクリレ−ト単独重合体、メチルメタクリレ−トと１種以上の他のモノマ−との共重合体、ジエチレングリコ−ルビスアリルカ−ボネ−ト単独重合体、ジエチレングリコ−ルビスアリルカ−ボネ−トと１種以上の他のモノマ−との共重合体、イオウ含有共重合体、ハロゲン共重合体、ポリカ−ボネ−ト、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリウレタン、ポリチオウレタン、エピチオ基を有する化合物を原料とする重合体などが挙げられる。
【００４７】
本発明の光学部材においては、前記プラスチック基材とその上に形成される前記下地層等の層との間に、硬化被膜を有しても良い。
硬化被膜としては、通常、金属酸化物コロイド粒子と下記一般式（ｈ）
（Ｒ11）a (Ｒ12)bＳｉ（ＯＲ13）4-(a+b) ・・・（ｈ）
（式中、Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基、炭素数６〜８のアリール基、炭素数１〜８のアシル基、ハロゲン基、グリシドキシ基、エポキシ基、アミノ基、フェニル基、メルカプト基、メタクリロキシ基及びシアノ基の中から選ばれる有機基を示し、Ｒ13は炭素数１〜８のアルキル基、炭素数１〜８アシル基及び炭素数６〜８のフェニル基の中から選ばれる有機基を示し、ａ及びｂは、それぞれ独立に０又は１の整数である。）で表される有機ケイ素化合物とからなる組成物が使用される。
【００４８】
前記金属酸化物コロイド粒子としては、例えば、ＷＯ3、ＺｎＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、ＢｅＯ又はＳｂ2Ｏ5等が挙げられ、単独又は２種以上を併用することができる。
【００４９】
前記硬化被膜を作るコ−ティング液には、従来知られている方法で、液の調整を行うことができる。即ち、上記の金属酸化物コロイド粒子及び一般式（ｈ）で表される有機ケイ素化合物の他に、所望により、硬化触媒、塗布時における濡れ性を向上させ硬化被膜の平滑性を向上させる目的で各種の有機溶剤や界面活性剤を含有させることもできる。さらに、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤老化防止剤等もコーティング組成物及び硬化被膜の物性に影響を与えない限り添加することができる。
【００５０】
前記コ−ティング組成物の硬化は、熱風乾燥または活性エネルギー線照射によって行い、硬化条件としては、７０〜２００℃の熱風中にて行うのが好ましく、特に好ましくは９０〜１５０℃である。なお活性エネルギー線としては遠赤外線等があり、熱による損傷を低く抑えることができる。
【００５１】
前記コ−ティング組成物よりなる硬化被膜を基材上に形成する方法としては、上述したコ−ティング組成物を基材に塗布する方法が挙げられる。塗布手段としてはディッピング法、スピンコーティング法、スプレー法等の通常行われる方法が適用できるが、面精度の面からディッピング法、スピンコーティング法が特に好ましい。
【００５２】
硬化被膜とその上の下地層等の層との密着性確保または蒸着物質の初期膜形成状態の均一化を図るために、硬化被膜表面にイオン化ガス処理しても良い。イオン銃前処理におけるイオン化ガスは、Ｏ2及び／又はＡｒなどを用いることができ、イオン化ガス処理の出力で好ましい範囲は、特に良好な密着性、耐摩耗性を得る観点から加速電圧が５０〜７００V 、加速電流が５０〜２５０mAである。
【００５３】
なお、本発明においては、特開昭６３-１４１００１号公報などに記載されている、プラスチック基材と多層反射防止膜との間に有機化合物よりなるプライマ−層を施すことを否定するものでなく、更なる耐衝撃性向上のため、プラスチック基材と多層反射防止膜との間、又はプラスチック基材と硬化被膜との間に、有機化合物を原料とするプライマ−層を施してもよい。
【００５４】
このプライマ−層の例としては、ポリイソシアネートとポリオールを原料として、ウレタン系の膜を形成するものが挙げられる。ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４'−シクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネートのそれぞれ数分子を種々の方法で結合させた付加物、イソシアヌレート、アロファネート、ビュウレット、カルボジイミドをアセト酢酸、マロン酸、メチルエチルケトオキシムなどでブロックしたものなどが挙げられ、一方、ポリオールとしては、水酸基を１分子内に複数個有するポリエステル、ポリエーテル、ポリカプロラクトン、ポリカーボネート、ポリアクリレートなどが挙げられる。また、プライマー膜の屈折率向上のため、ＴｉＯ2微粒子などの酸化金属微粒子をプライマ−層に含有することができる。
特に、屈折率が１．６８〜１．７６程度のエピチオ基を有する化合物を原料とするプラスチック基材にプライマ−層を施し、さらに本発明の多層反射防止膜を施すことにより、基材の中心厚を小さくしても耐衝撃性、密着性、耐擦傷性に優れた光学部材を得ることができる。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例において得られた光学部材の物性評価は以下のようにして行った。
【００５６】
（１）視感透過率
プラスチックレンズの視感透過率Ｙは、両面に反射防止膜を有するプラスチックレンズをサンプルとして、日立分光光度計Ｕ−３４１０を用い測定した。
【００５７】
（２）視感反射率
プラスチックレンズの視感反射率Ｙは、両面に反射防止膜を有するプラスチックレンズをサンプルとして、日立分光光度計Ｕ−３４１０を用い測定した。
【００５８】
（３）耐衝撃性
レンズ中心部厚さが１．０ｍｍまたは２．０ｍｍ（CTと記載する）で、レンズ度数パワ−が０．００Ｄ（ディオプタ−）のレンズを作製してＦＤＡ（Food and Drug Administration）で定められているドロップボールテストを行い、以下の基準で評価した。
○：合格 ×：不合格
なお、ここでのボ−ルの重さは１４ｇであった。更にレンズが破損するまでドロップボールテストを継続し、最大荷重として強度確認を行った。
【００５９】
（４）密着性
プラスチックレンズの表面に剃刀にて１ｍｍ×１ｍｍの升目を１００個作成し、升目上にセロハンテープ（ニチバン社製造販売）を貼り、一気にテープをはがし、残った升目の数（残った升目の数／１００）で評価した。
【００６０】
（５）耐摩耗性
プラスチックレンズの表面にスチールウール（規格＃００００，日本スチ−ルウ−ル社製）にて１ｋｇｆ／ｃｍ2（０．１Ｍｐａ）の荷重をかけ、１０ストローク擦り、表面状態により以下の基準で評価した。
ＵＡ：殆ど傷なし
Ａ：細い傷数本あり
Ｂ：細い傷多数、太い傷数本あり
Ｃ：細い傷多数、太い傷多数あり
Ｄ：殆ど膜はがれ状態
【００６１】
（６）耐熱性
プラスチックレンズをドライオーブンで６０℃から、５℃づつ上昇させて１時間加熱し、クラックの発生温度を測定した。
【００６２】
（７）耐アルカリ性
プラスチックレンズをＮａＯＨ１０％水溶液に２０℃、１時間浸漬し、表面状態により以下の基準で評価した。
ＵＡ：殆ど変化なし
Ａ：点状の膜はがれ数個あり
Ｂ：点状の膜はがれが全面にあり
Ｃ：点状の膜はがれが全面、面状の膜はがれ数個あり
Ｄ：殆ど全面膜はがれ
【００６３】
（８）Ｂａｙｅｒ値
摩耗試験機 BTE Abrasion Tester（商品名、米COLTS社製）及び、ヘイズ 値測定装置（村上色彩技術研究所社製）を使用し、基準レンズとのヘイズ値変 化の差によりＢａｙｅｒ値を測定した。
（サンプル数、測定方法）
(a) 基準レンズ（ＣＲ３９基材）３枚、サンプルレンズ３枚を用意。
(b) 摩耗テスト前ヘイズ(haze)値の測定。
(c) BTE Abrasion Testerにて、摩耗性テスト。
（砂による表面摩耗６００往復）
(d) 摩耗テスト後ヘイズ値の測定。
(e) Ｂａｙｅｒ値算出 （３枚分の平均値とする）
（Ｂａｙｅｒ値＝基準レンズの透過率変化／サンプルレンズの透過率変化）
【００６４】
（９）帯電電圧（初期帯電電圧及び1/e減期）
ティッシュペーパーを用いて、プラスチックレンズの凸面を１００回手で擦り、その時の帯電電圧を静電メータＦＭＸ−００２（シムコジャパン社製）を用いて測定した。帯電電圧は経時変化するため、１００回擦った後、５、１０、２０、４０、８０、１６０、３２０秒後の帯電電圧を測定し、結果をV=V0exp(-at)でフィッティングする。ここでV、V0、1/a、tはそれぞれ、帯電電圧、推定初期帯電電圧、1/e減期、経過時間である。
この結果より、以下の基準で帯電防止効果のありなしを判断する。
V0<300V、かつ1/a<50秒以下：帯電防止効果あり
V0>300V、または1/a>50秒以下：帯電防止効果なし
【００６５】
（１０）帯電防止層単層膜表面抵抗値
帯電防止層をガラス上に３０ｎｍ成膜し、その表面抵抗を絶縁抵抗計KEW3022（共立電気計器社製）を用いて測定した。
【００６６】
また、実施例及び比較例において使用した材料の種類、製造方法及び各種処理方法は、次の通りである。
（Ａ）プラスチックレンズ基板
基材Ａ：ジエチレングリコ−ルビスアリルカ−ボネ−ト、屈折率１．５０、中 心厚２．０ｍｍ、レンズ度数０．００
基材Ｂ：EYRY基材（商品名、ＨＯＹＡ（株）製造、エピチオ基を有する化合物を用いた重合体）屈折率１．７０、中心厚１．０ｍｍ、レンズ度数０．００
基材Ｃ：EYNOA基材（商品名、ＨＯＹＡ（株）製造、ポリチオウレタン樹脂）屈折率１．６７、中心厚１．０ｍｍ、レンズ度数０．００
基材D：EYAS基材（商品名、ＨＯＹＡ（株）製造、ポリチオウレタン樹脂）屈折率１．６０、中心圧１．０ｍｍ、レンズ度数０．００
【００６７】
（Ｂ）硬化膜
(a)−１ コ−ティング組成物Ａの作成
５℃雰囲気下、変性酸化第二スズ−酸化ジルコニウム−酸化タングステン−酸化珪素複合体メタノールゾル４５質量部とγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１５質量部及びテトラエトキシシラン３質量部とを混合し、１時間攪拌する。その後、０．００１モル／Ｌ濃度の塩酸４．５質量部を添加し、５０時間攪拌する。その後、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテル２５質量部、ダイアセトンアルコール9質量部及びアルミニウムトリスアセチルアセトネート１．８質量部、過塩素酸アルミニウム０．０５質量部を順次添加し、１５０時間攪拌する。得られた溶液を０．５μmフィルターでろ過する。
【００６８】
(a)−２ 硬化膜Ａの作成
前記基材Ａ又はＤを６０℃、１０質量％水酸化ナトリウム水溶液中に３００秒間浸漬し、その後、超音波２８ｋＨｚ印加の下、イオン交換水を用いて３００秒間洗浄した。最後に、７０℃雰囲気下、乾燥させる一連の工程を基材前処理とした。
前処理を施した基材Ａ又はＤを、ディッピング法にてコーティング組成物Ａに３０秒間浸漬し、３０ｃｍ／分にて引き上げた基材を、１２０℃、６０分間の条件にて硬化させた。
【００６９】
(b)−１ コ−ティング組成物Bの作成
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１００質量部を攪拌しながら０．０１モル／L濃度塩酸１．４質量部、水２３質量部を添加し、２４時間攪拌してγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物を得る。次に酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化珪素を主体とする複合体微粒子ゾル２００質量部とエチルセロソルブ１００質量部、シリコーン系界面活性剤０．５質量部及びアルミニウムアセチルアセトネート３．０質量部とを混合し、前述の
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物に加え、十分攪拌した後に、ろ過する。
【００７０】
(b)−２ 硬化膜Bの作成
アルカリ水溶液で前処理した基材Ｂ又は基材Ｃを、ディッピング法にてコーティング組成物Ｂに３０秒間浸漬し、２０ｃｍ／分にて引き上げた基材を、１２０℃、１２０分間の条件にて硬化させる。
【００７１】
（Ｃ）硬化膜のイオン銃処理
硬化膜上に、表に記載したイオン加速電圧及び加速電流、照射時間、ガス雰囲気下の条件で、イオン銃にてイオン照射を行った。
【００７２】
実施例１〜１０及び比較例１，２
前記イオン照射した基材Ｄ上の硬化膜Ａまたは基材Ｂ又はＣ上の硬化膜Ｂの上に、第１表１／１２〜１２／１２に示した条件で、第１〜8層（比較例は１〜７層）からなる多層反射防止膜を形成して、プラスチックレンズを得た。
なお、ハイブリッド層は、無機物質の蒸着と有機物質との蒸着との、二元蒸着として、ほぼ同時に蒸着するように条件を設定した。有機物質の蒸着の際は、外部加熱タンクにて気化し、気化した有機物を、ガスバルブ、マスフローコントローラを使用して、蒸着装置内に導入した。ハイブリッド層を形成する際には、Ａｒガス、Ｏ2ガスとの混合ガスの雰囲気下にてイオンアシスト法を用いた。
また、Ｍ1は蒸着使用物質、CM1はケイ素非含有有機化合物であることを表す。
【００７３】
表中に記載されているケイ素非含有有機化合物の詳細は次の通りである。
エポライト７０（プロピレングリコ−ルジグリシジルエ−テル、分子量約１８８、共栄社化学社製）
ＥＸ９２０（ポリプロピレングリコ−ルグリシジルエ−テル、平均分子量約３０４、ナガセケムテックス社製）
【００７４】
なお、実施例5及び6においては、基材と硬化被膜との間にプライマ−層を施した。そのプライマ−層の形成方法は次の通りである。
ポリエステルタイプのポリオール（住友バイエルウレタン社の商品名、デスモフェンＡ−６７０使用）６．６５質量部、ブロック型ポリイソシアネート（住友バイエルウレタン社の商品名、ＢＬ−３１７５使用）６．０８質量部、硬化触媒としてジブチル錫ジラウレート０．１７質量部、レベリング剤としてフッ素系レベリング剤（住友スリーエム社の商品名、フロラードＦＣ−４３０使用）０．１７質量部、および溶媒としてジアセトンアルコール９５．７１質量部からなる混合物を均一な状態になるまで充分攪拌して得られた。かくして得られた液状のプライマーは、前処理としてのアルカリ処理された基体レンズ上に浸漬法（引き上げ速度：２４ｃｍ／分）にて塗布され、１００℃で４０分加熱して硬化され、厚さ２〜３μｍのプライマー層を形成した。
【００７５】
【表１】
【００７６】
【表２】
【００７７】
【表３】
【００７８】
【表４】
【００７９】
【表５】
【００８０】
【表６】
【００８１】
【表７】
【００８２】
【表８】
【００８３】
【表９】
【００８４】
【表１０】
【００８５】
【表１１】
【００８６】
【表１２】
【００８７】
【表１３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基材と、真空蒸着で形成された多層反射防止膜とを有する光学部材であって、該多層反射防止膜中の少なくとも１層が、炭化金属、窒化金属、及び炭・窒化金属から選ばれる1種以上の無機物質よりなる帯電防止層である光学部材。
【請求項２】
前記帯電防止層が、金属を蒸着原料とし、ＣＨ4及びＮ2から選ばれる1種類以上のガス雰囲気下で形成される層である請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記帯電防止層を形成するための金属がＴｉ及び／又はＣｒから選ばれる１種以上である請求項１又は２に記載の光学部材。
【請求項４】
前記帯電防止層が、イオンアシスト蒸着法で形成されてなる請求項１〜３のいずれか1項に記載の光学部材。
【請求項５】
前記帯電防止層を１層又は２層以上有し、帯電防止層の全膜厚が５〜１００ｎｍである請求項１〜４のいずれか1項に記載の光学部材。
【請求項６】
前記多層反射防止膜の最表層に更に撥水層を設けた請求項１〜５のいずれか1項に記載の光学部材。
【請求項７】
前記多層反射防止膜中の少なくとも１層が、ＳｉＯ2単体、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3との混合物、又はＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5及びＹ2Ｏ3から選ばれる1種以上の無機物質と、常温、常圧下で液体である有機ケイ素化合物及び／又は常温、常圧下で液体である、その側鎖又は末端に反応性基を含有する炭素と水素とを必須成分とするケイ素非含有有機化合物とを蒸着原料として形成されたハイブリッド層である請求項1〜６のいずれか1項に記載の光学部材。
【請求項８】
前記多層反射防止膜中のプラスチック基材から最も遠い層が帯電防止層である請求項１〜7のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項９】
前記多層反射防止膜中のプラスチック基材から最も遠い層がハイブリッド層であり、該ハイブリッド層に隣接する層が帯電防止層である請求項７に記載の光学部材。
【請求項１０】
前記多層反射防止膜が、プラスチック基材側から順に、以下に記す構成である請求項７に記載の光学部材。
第１層 （ＳｉＯ2＋有機物質）又は（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋有機物質）からなるハイブリッド層
第２層 Ｎｂ2Ｏ5層又はＴａ2Ｏ5層
第３層 （ＳｉＯ2＋有機物質）又は（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋有機物質）からなるハイブリッド層
第４層 Ｎｂ2Ｏ5層又はＴａ2Ｏ5層
第５層 （ＳｉＯ2＋有機物質）又は（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋有機物質）からなるハイブリッド層
第６層 Ｎｂ2Ｏ5層又はＴａ2Ｏ5層
第７層 炭化金属、窒化金属、及び炭・窒化金属から選ばれる1種以上の無機物質よりなる帯電防止層
第８層 （ＳｉＯ2＋有機物質）又は（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋有機物質）からなるハイブリッド層
【請求項１】
プラスチック基材と、真空蒸着で形成された多層反射防止膜とを有する光学部材であって、該多層反射防止膜中の少なくとも１層が、炭化金属、窒化金属、及び炭・窒化金属から選ばれる1種以上の無機物質よりなる帯電防止層である光学部材。
【請求項２】
前記帯電防止層が、金属を蒸着原料とし、ＣＨ4及びＮ2から選ばれる1種類以上のガス雰囲気下で形成される層である請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記帯電防止層を形成するための金属がＴｉ及び／又はＣｒから選ばれる１種以上である請求項１又は２に記載の光学部材。
【請求項４】
前記帯電防止層が、イオンアシスト蒸着法で形成されてなる請求項１〜３のいずれか1項に記載の光学部材。
【請求項５】
前記帯電防止層を１層又は２層以上有し、帯電防止層の全膜厚が５〜１００ｎｍである請求項１〜４のいずれか1項に記載の光学部材。
【請求項６】
前記多層反射防止膜の最表層に更に撥水層を設けた請求項１〜５のいずれか1項に記載の光学部材。
【請求項７】
前記多層反射防止膜中の少なくとも１層が、ＳｉＯ2単体、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3との混合物、又はＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5及びＹ2Ｏ3から選ばれる1種以上の無機物質と、常温、常圧下で液体である有機ケイ素化合物及び／又は常温、常圧下で液体である、その側鎖又は末端に反応性基を含有する炭素と水素とを必須成分とするケイ素非含有有機化合物とを蒸着原料として形成されたハイブリッド層である請求項1〜６のいずれか1項に記載の光学部材。
【請求項８】
前記多層反射防止膜中のプラスチック基材から最も遠い層が帯電防止層である請求項１〜7のいずれか１項に記載の光学部材。
【請求項９】
前記多層反射防止膜中のプラスチック基材から最も遠い層がハイブリッド層であり、該ハイブリッド層に隣接する層が帯電防止層である請求項７に記載の光学部材。
【請求項１０】
前記多層反射防止膜が、プラスチック基材側から順に、以下に記す構成である請求項７に記載の光学部材。
第１層 （ＳｉＯ2＋有機物質）又は（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋有機物質）からなるハイブリッド層
第２層 Ｎｂ2Ｏ5層又はＴａ2Ｏ5層
第３層 （ＳｉＯ2＋有機物質）又は（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋有機物質）からなるハイブリッド層
第４層 Ｎｂ2Ｏ5層又はＴａ2Ｏ5層
第５層 （ＳｉＯ2＋有機物質）又は（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋有機物質）からなるハイブリッド層
第６層 Ｎｂ2Ｏ5層又はＴａ2Ｏ5層
第７層 炭化金属、窒化金属、及び炭・窒化金属から選ばれる1種以上の無機物質よりなる帯電防止層
第８層 （ＳｉＯ2＋有機物質）又は（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋有機物質）からなるハイブリッド層
【公開番号】特開２００６−２７６５６８（Ｐ２００６−２７６５６８Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９７０１３（Ｐ２００５−９７０１３）
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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