JP2000206305A - 光学部品用ハ―ドコ―ト組成物 - Google Patents
光学部品用ハ―ドコ―ト組成物Info
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Abstract
ことができ、かつ、紫外線に対する黒化現象を発生せず
光学部品を長期使用した場合も美観を損なわないハード
コート組成物を提供すること。 【解決手段】 モノエポキシ有機基含有トリアルコキシ
シランを主体とするアルコキシシランの加水分解物をマ
トリックス形成成分として、チタニア系酸化金属複合微
粒子を光学的干渉抑制剤とする光学部品用ハードコート
組成物。チタニア系酸化金属複合微粒子が、TiO2 を
主体としSiO2 を主副成分とし、更に、ZrO2 及び
K2 Oを微量副成分とするものある
Description
ドコート組成物に関する。特に高い屈折を有する有機ガ
ラス光学部品に好適なものである。
用・顕微鏡・望遠鏡・双眼鏡用レンズ、反射鏡、プリズ
ム、等の本来の光学部品に限られず、フィルター、照明
器具用カバー等も含む概念である。
を主として例に採り説明するがこれに限られるものでは
ない。
は従来の無機ガラスと比較して軽量かつ耐衝撃性に優れ
可染性で加工も容易であるという特徴により一般に普及
してきている。ただし、有機ガラスの状態では無機ガラ
スと比較して耐磨耗性が低く傷がつきやすいという欠点
を有している。これに対して耐磨耗性を向上を目的とし
て有機ガラス表面にハードコート(シリコーン系硬化塗
膜)を施すことが一般的に行われている。
有シラン化合物、カルボン酸、硬化剤からなる可染性の
塗料組成物を提案し一部実用化している(特公昭57−
42665号公報、米国特許第4294950号)。
場合、屈折率が低く光学レンズに用いた場合レンズ端面
が厚くなってしまい強度の視力矯正用には適さないとさ
れてきた。しかし、近年に至っては技術革新によって有
機ガラスの屈折率も改善され屈折率1.60に近いもの
が市場に出回り、現在では、有機ガラス全体で、屈折率
略1.60のものが、市場規模の数量ベースにて30%
を占め、今後においても増加する傾向にある。
に対しても、本願出願人は、高屈折のハードコート組成
物(光学プラスチック成形品用塗料組成物)を提案し一
部実用化している(特許第2577670号)。
性がより重視され、よりレンズ端面のコバ厚を薄くしな
ければならないニーズが強まるにつれ、光学業界におい
て更に高い屈折率を有する超高屈折有機ガラスレンズが
市場に出回るようになってきた。
577670号に係る塗料組成物では、上記のような
1.70前後の超高屈折有機ガラスのレンズへの対応は
困難であった。
折率1.60前後までの屈折率を有する有機ガラスに対
する光干渉抑制作用は有する。
1.70前後超高屈折レンズに塗布した場合、光干渉を
抑えることが困難であることが分かった。
分が紫外線によって黒化現象を起こし美観を損ねること
が分かった。そして、黒化現象は、塗膜成分として用い
た酸化鉄/酸化チタン複合酸化微粒子中の酸化鉄に基づ
くと推定される。
屈折レンズに対しても、光干渉を抑えることができ、か
つ、紫外線に対する黒化現象を発生せず光学部品を長期
使用した場合も美観を損なわないハードコート組成物と
これを塗膜として有する1.66以上の屈折率を有する
有機光学部品を提供することにある。
を解決するために、鋭意開発に努力をした結果、下記構
成の光学部品用ハードコート組成物及び有機ガラス光学
部品に想到した。
物は、モノエポキシ有機基含有アルコキシシランを主体
とするアルコキシシランの加水分解物をマトリックス形
成成分として、チタニア系酸化金属複合微粒子を光学的
干渉抑制剤とする光学部品用ハードコート組成物におい
て、チタニア系酸化金属複合微粒子が、TiO2 を主体
としSiO2 を主副成分とし、更に、ZrO2 及びK2
Oを微量副成分とするものであることを特徴とする。
1〜50nmとし、組成をZrO2/TiO2 =0.0015
〜0.023 、SiO2 /TiO2 =0.1900〜0.2100、K2
O/TiO2 =0.0012〜0.012 の各重量比率を満足する
ものとし、含量を全アルコキシシラン100重量部に対
して40〜100重量部とすることが望ましい。
キシシランは、一般式
炭素数1〜4のアルキレン基、R3は炭素数1〜4のア
ルキル基)で表される、又は、一般式
ン基、R2 は炭素数1〜4のアルキル基)で示される群
から選択される1種又は2種以上からなるものを使用す
ることが望ましい。
有トリアルコキシシラン以外のアルコキシシランとして
は、 一般式 Si(OR1 )4 (ただし、R1 は炭素数1〜4のアルキル基)で示され
るテトラアルコキシシランを使用し、該テトラアルコキ
シシランの含有量をアルコキシシラン全量中20wt%以
下とすることが望ましい。
て有機金属化合物を使用し、該有機金属化合物は、エチ
レンジアミン四酢酸、ヘキサフルオロアセチルアセト
ン、トリフルオロアセチルアセトン、アセチルアセト
ン、アセト酢酸メチルから選ばれるキレート化剤が配位
したCr(III )、Co(III )、Fe(III )、Zn
(II)、In(III )、Zr(IV)、Y(III )、S
n、V、Al(III )、Ti(II)のキレート化合物の
群から選択される1種又は2種以上からなるものを使用
することが望ましい。
ート組成物で形成されてなるハードコート層を、屈折率
1.66以上を示す有機ガラス基材上に備えていること
を特徴とするものである。
ル、ポリチオール、及び、メルカプト基を有するヒドロ
キシ化合物の群から選択される1種又は2種以上の活性
水素化合物と、ポリイソチオシアネート化合物又はイ
ソシアネート基を有するイソチオシアネート化合物の群
から選択される1種又は2種以上とを重合反応させて得
られる有機ガラス、又は、一般式
の個数は三員環を構成するSとOの合計に対して平均で
50%以上である。)で示される構造を2個以上有し環
状骨格を有するエピスルフィド化合物を重合反応させて
得られる有機ガラスを用いることが望ましい。
ードコート層と有機ガラス基材との間に耐衝撃性、密着
性向上を目的とするプライマー層を備えていることが望
ましい。
コート層の上に、更に、無機物質系の反射防止膜を積層
することが望ましい。
詳細に説明をする。以下の説明において、配合単位は、
特に断らない限り重量単位とする。
成物は、モノエポキシ有機基含有アルコキシシランを主
体とするアルコキシシランの加水分解物をマトリックス
形成成分として、チタニア系酸化金属複合微粒子を光学
的干渉抑制剤とすることを前提的要件とする。
酸化金属複合微粒子が、TiO2 を主体としSiO2 を
主副成分とし、更に、ZrO2 及びK2 Oを微量副成分
とするものある。
は、高屈折率対応特性(屈折率向上作用)が得られ、か
つ、上記光学的干渉抑制剤の作用を奏する範囲なら、特
に限定されるものではない。
m、望ましくは、2〜50nm、更に望ましくは、4〜
25nmとする。複合微粒子の粒径が小さいと耐摩耗性
が期待できないとともに、凝集が発生させやすく、塗膜
の均一性が阻害されるおそれがある。逆に、複合微粒子
の粒径が大きいと、塗膜が白化しやすく、外観性を損な
うおそれがある。
1950〜0.2050 ZrO2 /TiO2 =0.0015〜0.023 、望ましくは、0.
002 〜0.020 K2 O/TiO2 =0.0012〜0.012 、望ましくは、0.00
2 〜0.010 SiO2 /ZrO2 /K2 O=100/0.789 /0.632
〜100/10.953/5.714 、望ましくは、100/1.02
6 /1.026 〜100/9.756 /4.878 の各重量比率を満足するものとする。
2 、ZrO2 及びK2 Oが一体的に結合されてなるもの
である。このときの望ましい形態は、TiO2 に対して
各副成分が均一に溶け合っている置換形固溶体とする。
製に際してのシラン化合物(アルコキシシラン加水分解
物)との混和性を増大させる作用とともに、塗膜の耐光
性を向上させる作用も奏する。SiO2 の比率が大きい
と、TiO2 の有する屈折率向上作用が阻害され、高屈
折対応が困難となる。
Oは、相乗してTiO2 の有する屈折率向上作用を阻害
せずにTiO2 の光学活性を抑制作用を奏する。ZrO
2 及びK2 Oの一方が過多では、上記光学活性抑制の相
乗作用を得難い。従って塗膜及び被塗布物(有機ガラ
ス)双方の近紫外線による劣化作用を低減させることが
できる。
例えば特開平2−178219号公報に記載されている
方法と類似の方法で行う。即ち、TiO2 水和ゾル及び
ZrO2 ・K2 O水和ゾルを調製して解膠させた後、過
酸化水素を加え溶解させ、さらにケイ酸分散液を添加し
て高温にて加水分解させる。上記ケイ酸分散液は例えば
アルカリケイ酸水溶液を脱アルカリすることにより調製
される。上記加水分解物は微粒子の分散液である。この
微粒子分散液はイオン交換法・逆浸透法・限外濾過法・
真空蒸着法により精製処理することが望ましい。
グ剤で表面改質して用いることが望ましい。このように
酸化金属複合微粒子を表面改質することによりシラン化
合物との混和性がさらに向上し塗膜後の美観でクモリの
軽減ができる。表面改質とは、TiO2 ・ZrO2 ・S
iO2 ・K2 Oに残存している水酸基をシランカップリ
ング剤でブロックすることにより複合微粒子の分散性を
良好にする処理を言う。この表面改質方法として慣用の
方法で行うことができる。例えば下記の有機シラン化合
物を溶かしたアルコール溶液に浸漬して行う。
ては、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラ
ン、トリメチルクロロシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等を、
好適に使用できる。
コキシシラン全量100部に対して10〜500部、望
ましくは20〜200部、更に望ましくは40〜100
部とする。
塗膜硬度が得られないとともに、高屈折率基材対応が困
難となり、逆に、多いと、塗膜白化現象やハードコート
塗膜の硬化(熱重合)時にクラックによる外観不良が発
生しやすくなる。
るマトリックス形成成分は、(1) アルコキシシランの加
水分解物と(2) 硬化剤としての有機金属化合物を主成分
とするものである。
キ基含有トリアルコキシシランを主体とし、通常、テト
ラアルコキシシランを併用するものである。
般式
炭素数1〜4のアルキレン基、R3は炭素数1〜4のア
ルキル基)で表される、又は、一般式
ン基、R2 は炭素数1〜4のアルキル基)で示される 群から選択される1種又は2種以上からなることが望ま
しい。
のを挙げることができ、これらの化合物のなかで、特
に、R2 が炭素数3〜4のものが望ましい。
グリシドキシメチルトリエトキシシラン、グリシドキシ
メチルトリプロポキシシラン、グリシドキシメチルトリ
ブトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシ
シラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、
α−グリシドキシエチルトリプロポキシシラン、α−グ
リシドキシエチルトリブトキシシラン、β−グリシドキ
シエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチル
トリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリプロ
ポキシシラン、β−グリシドキシエチルトリブトキシシ
ラン、α−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
α−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、α−グ
リシドキシプロピルトリプロポキシシラン、α−グリシ
ドキシプロピルトリブトキシシラン、β−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロピ
ルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリ
プロポキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリブト
キシシラン、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トリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、α−グリシ
ドキシブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシブ
チルトリエトキシシラン、α−グリシドキシブチルトリ
プロポキシシラン、α−グリシドキシブチルトリブトキ
シシラン、β−グリシドキシブチルトリメトキシシラ
ン、β−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、β−
グリシドキシブチルトリプロポキシシラン、β−グリシ
ドキシブチルトリブトキシシラン、γ−グリシドキシブ
チルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリ
エトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリプロポキ
シシラン、γ−グリシドキシブチルトリブトキシシラ
ン、δ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、δ−
グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−グリシド
キシブチルトリプロポキシシラン、δ−グリシドキシブ
チルトリブトキシシラン、β−メチルグリシドキシメチ
ルトリメトキシシラン、β−メチルグリシドキシメチル
トリエトキシシラン、β−メチルグリシドキシメチルト
リプロポキシシラン、β−メチルグリシドキシメチルト
リブトキシシラン、β−メチル−α−グリシドキシエチ
ルトリメトキシシラン、β−メチル−α−グリシドキシ
エチルトリエトキシシラン、β−メチル−α−グリシド
キシエチルトリプロポキシシラン、β−メチル−α−グ
リシドキシエチルトリブトキシシラン、β−メチル−β
−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−メチル
−β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−メ
チル−β−グリシドキシエチルトリプロポキシシラン、
β−メチル−β−グリシドキシエチルトリブトキシシラ
ン、β−メチル−α−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、β−メチル−α−グリシドキシプロピルトリ
エトキシシラン、β−メチル−α−グリシドキシプロピ
ルトリプロポキシシラン、β−メチル−α−グリシドキ
シプロピルトリブトキシシラン、β−メチル−β−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、β−メチル−β
−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−メチ
ル−β−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、
β−メチル−β−グリシドキシプロピルトリブトキシシ
ラン、β−メチル−γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン、β−メチル−γ−グリシドキシプロピルト
リエトキシシラン、β−メチル−γ−グリシドキシプロ
ピルトリプロポキシシラン、β−メチル−γ−グリシド
キシプロピルトリブトキシシラン、β−メチル−α−グ
リシドキシブチルトリメトキシシラン、β−メチル−α
−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、β−メチル
−α−グリシドキシブチルトリプロポキシシラン、β−
メチル−α−グリシドキシブチルトリブトキシシラン、
β−メチル−β−グリシドキシブチルトリメトキシシラ
ン、β−メチル−β−グリシドキシブチルトリエトキシ
シラン、β−メチル−β−グリシドキシブチルトリプロ
ポキシシラン、β−メチル−β−グリシドキシブチルト
リブトキシシラン、β−メチル−γ−グリシドキシブチ
ルトリメトキシシラン、β−メチル−γ−グリシドキシ
ブチルトリエトキシシラン、β−メチル−γ−グリシド
キシブチルトリプロポキシシラン、β−メチル−γ−グ
リシドキシブチルトリブトキシシラン、β−メチル−δ
−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、β−メチル
−δ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、β−メ
チル−δ−グリシドキシブチルトリプロポキシシラン、
β−メチル−δ−グリシドキシブチルトリブトキシシラ
ン。
のを挙げることができ、これらの化合物のなかで、特
に、R1 の炭素数2〜4のものが望ましい。
ルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキ
シル)メチルトリエトキシシラン、(3,4−エポキシ
シクロヘキシル)メチルトリプロポキシシラン、(3,
4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリブトキシシラ
ン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメ
トキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)エ
チルトリエトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘ
キシル)エチルトリプロポキシシラン、(3,4−エポ
キシシクロヘキシル)エチルトリブトキシシラン、
(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメト
キシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロ
ピルトリエトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘ
キシル)プロピルトリプロポキシシラン、(3,4−エ
ポキシシクロヘキシル)プロピルトリブトキシシラン、
(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリメトキ
シシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチル
トリエトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)ブチルトリプロポキシシラン、(3,4−エポキシ
シクロヘキシル)ブチルトリブトキシシラン。
ラアルコキシシランとしては、 一般式 Si(OR1 )4 (ただし、R1 は炭素数1〜4のアルキル基)で示され
るものの中から1種又は2種以上選択して使用すること
が望ましい。
トラメトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラ
ブトキシシラン等を挙げることができる。
ルコキシシランをメタノールやエタノール等の低級アル
コールの存在下で0.01〜0.1Nの希酸を滴下し加
水分解を行って調製する。希酸としては具体的には塩
酸、硫酸、リン酸、酢酸、ギ酸、シュウ酸、スルホン酸
等を用いることが可能である。
ランに対する上記テトラアルコキシシランの配合割合は
トリアルコキシシラン100部に対してテトラアルコキ
シシランを5.3〜25重量部とする。この配合割合を
外れると十分な塗膜硬度と良好な外観を得難い。即ちテ
トラアルコキシシランが過多では有機レンズ塗膜後熱重
合時にクラックによる外観不良が発生し、過少では十分
な塗膜硬度が得難い。
としては、エチレンジアミン四酢酸、ヘキサフルオロア
セチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、アセ
チルアセトン、アセト酢酸メチルから選ばれるキレート
化剤が配位したCr(III )、Co(III )、Fe(II
I )、Zn(II)、In(III )、Zr(IV)、Y(II
I )、Al(III )、Sn、V、Ti(II)のいずれか
から1種または2種以上選択して使用できる。
)、ヘキサフルオロアセチルアセトン鉄(III )、ア
セチルアセトン錫、アセチルアセトンバナジル、アセチ
ルアセトンインジウム(III )、アセチルアセトンジル
コニウム(IV)、アセチルアセトン第二コバルト(III
)、アセチルアセトンチタン(II)、アセチルアセト
ンアルミニウム(III )が望ましい。
シラン加水分解物合計量(固形分)100部に対して
0.1〜10部(望ましくは0.3〜5部)とする。
解物とすると、通常、重量にして25〜35%が減少す
る。
性及び外観性能を改良するため必要に応じて微量の紫外
線吸収剤、酸化防止剤、分散染料、帯電防止剤、界面活
性剤を添加することは可能である。
リアゾール系とベンゾフェノン系等を用いることが可能
で、ヒンダードアミン系は酸化防止剤との併用が有効で
ある。分散染料として水分散染料を用いる。
リコーンオイル、親水基がポリエーテルから構成される
ノニオン型の界面活性剤は平滑性と帯電防止性を向上さ
せる目的で使用することが望ましい。これらの特性はフ
ッ素系界面活性剤等によっても得られるが、フッ素系界
面活性剤のうち、特に高分子のものでは(C)成分であ
るTiO2 /SiO2 /ZrO2 /K2 O酸化金属複合
微粒子と組み合わさって使用した場合、該酸化金属複合
微粒子を凝集させやすくする特性もあるため使用時は注
意が必要である。また界面活性剤の使用量として、ハー
ドコート組成物(マトリックス形成成分と酸化金属複合
微粒子の合計量)100部に対して0.01〜0.5部
(望ましくは0.03〜0.3部)で用いる。0.01
部未満では十分な平滑性と帯電防止性が得難く、0.5
部を超えるとシリコーン系界面活性剤を用いても成膜時
にクモリが発生し易い。 (D)本発明の有機ガラス光学部品は、上記構成のハー
ドコート組成物で形成されてなるハードコート層を、屈
折率1.66以上を示す有機ガラス基材上に備えている
ものである。
ポリオール、ポリチオール及びメルカプト基を有するヒ
ドロキシ化合物からなる活性水素化合物と、ポリイソ
チオシアナート化合物、イソシアナート基を有するイソ
チオシアナート化合物の群から選択される1種又は2種
以上とを重合反応させて得られる有機ガラスを好適に使
用できる(例えば、特開平2−167330号公報等参
照)。 このイソチオシアナート化合物には、イソチオ
シアナート基の他に1以上の硫黄原子を有したものも用
いられる。
中に−NCS基を2つ以上含有する化合物を意味し、イ
ソチオシアナート基の他に1個以上の硫黄原子を有した
ものでもよい。
タン、1,3−ジイソチオシアナートプロパン、1,4
−ジイソチオシアナートブタン、1,6−ジイソチオシ
アナートヘキサン、p−フェニレンジイソプロピリデン
ジイソチオシアナート等の脂肪族イソチオシアナート、
シクロヘキサンジイソチオシアナート等の脂環族イソチ
オシアナート、1,2−ジイソチオシアナートベンゼ
ン、1,4−ジイソチオシアナートベンゼン、2,4−
ジイソチオシアナートトルエン、2,5−ジイソチオシ
アナート−m−キシレン、4,4−ジイソチオシアナー
ト−1,1−ビフェニル、1,1−メチレンビス(4−
イソチオシアナートベンゼン)、1,1−メチレンビス
(4−イソチオシアナート−2−メチルベンゼン)、
1,1−メチレンビス(4−イソチオシアナート−3−
メチルベンゼン)等の複素環含有イソチオシアナート更
には、ヘキサンジオイルジイソチオシアナート、ノナン
ジオイルジイソチオシアナート、カルボニックジイソチ
オシアナート等のカルボニルイソチオシアナート等を好
適に使用できる。
黄原子を含有するポリイソチオシアナートとしては、チ
オビス(3−イソチオシアナートプロパン)、チオビス
(2−イソチオシアナートエタン)、ジチオビス(2−
イソチオシアナートエタン)等の含硫脂肪族イソチオシ
アナート;1−イソチオシアナート−4−((2−イソ
チオシアナートエチル)スルホニル)ベンゼン、チオビ
ス(4−イソチオシアナートベンゼン)等の含硫芳香族
イソチオシアナート;チオフェン−2,5−ジイソチオ
シアナート、1,4−ジチアン−2,5−ジイソチオシ
アナート等の含硫複素環化合物等を好適に使用できる。
アナート化合物としては、例えば、1−イソシアナート
−3−イソチオシアナートプロパン、1−イソシアナー
ト−5−イソチオシアナートペンタン、1−イソシアナ
ート−6−イソチオシアナートヘキサン、1−イソシア
ナート−4−イソチオシアナートシクロヘキサン等の脂
肪族あるいは脂環式化合物;1−イソシアナート−4−
イソチオシアナートベンゼン等の芳香族化合物等を好適
に使用できる。
チオール、メルカプト基を有するヒドロキシ化合物より
1種又は2種以上を選択することができる。
リコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネ
オペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエ
タン、トリメチロールプロパン、ブタントリオール、
1,2−メチルグルコシド、ペンタエリトリトール、ジ
ペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトール、ソ
ルビトール、エリトリトール、スレイトール、リビトー
ル、アラビニトール、キシリトール、アリトール、マニ
トール、ドルシトール、イディトール、グリコール、イ
ノシトール、ヘキサントリオール、トリグリセロース、
ジグリペロール、トリエチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシ
アヌレート、シクロブタンジオール、シクロペンタンジ
オール、シクロヘキサンジオール、シクロヘプタンジオ
ール、シクロオクタンジオール、シクロヘキサンジメタ
ノール、ヒドロキシプロピルシクロヘキサノール、ビシ
クロ(4,3,0)−ノナンジオール、ジシクロヘキサ
ンジオール、トリシクロ(5,3,1,1)ドデカンジ
オール、ビシクロ(4,3,0)ノナンジメタノール、
トリシクロ(5,3,1,1)ドデカンジエタノール、
ヒドロキシプロピルトリシクロ(5,3,1,1)ドデ
カノール、スピロ(3,4)オクタンジオール、ブチル
シクロヘキサンジオール、1,1−ビシクロヘキシリデ
ンジオール、シクロヘキサントリオール、マルチトー
ル、ラクチトール等の脂肪族ポリオール;ジヒドロキシ
ナフタレン、トリヒドロキシナフタレン、テトラヒドロ
キシナフタレン、ジヒドロキシベンゼン、ベンゼントリ
オール、ビフェニルテトラオール、ピロガロール、(ヒ
ドロキシナフチル)ピロガロール、トリヒドロキシフェ
ナントレン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、キ
シリレングリコール、ジ(2−ヒドロキシエトキシ)ベ
ンゼン、ビスフェノールA−ビス−(2−ヒドロキシエ
チルエーテル)、テトラブロムビスフェノールA−ビス
−(2−ヒドロキシエチルエーテル)等の芳香族ポリオ
ール;ジブロモネオペンチルグリコール等のハロゲン化
ポリオール;エポキシ樹脂等の高分子ポリオール;更に
は、シュウ酸、グルタミン酸、アジピン酸、酢酸、プロ
ピオン酸、シクロヘキサンカルボン酸、β−オキソシク
ロヘキサンプロピオン酸、ダイマー酸、フタル酸、イソ
フタル酸、サリチル酸、3−ブロモプロピオン酸、2−
ブロモグリコール、ジカルボキシシクロヘキサン、ピロ
メリット酸、ブタンテトラカルボン酸、ブロモフタル酸
等の有機酸と、前記ポリオールとエチレンオキサイドや
プロピレンオキサイド等アルキレンオキサイトとの付加
反応生成物;アルキレンポリアミンとエチレンオキサイ
ドやプロピレンオキサイド等、アルキレンオキサイドと
の付加反応生成物;ビス−(4−(2−ヒドロキシエト
キシ)フェニル)スルフィド、ビス−(4−(2−ヒド
ロキシプロポキシ)フェニル)スルフィド及びプロピレ
ンオキシドが付加された化合物、ジ−(2−ヒドロキシ
エチル)スルフィド)、1,2−ビス(2−ヒドロキシ
エチルメルカプト)エタン、1,5−ジヒドロキシ−
1,4−ジチアン等の硫黄原子を含有したポリオール等
を好適に使用できる。
ール、1,2−エタンジチオール、1,1−プロパンチ
オール、1,1−シクロヘキサンジチオール、2,2−
シクロヘキサンジチオール、ジエチレングリコールビス
(2−メルカプトアセテート)、エチレングリコールビ
ス(2−メルカプトアセテート)等の脂肪族ポリチオー
ル;1,2−ジメルカプトベンゼン、1,2,3−トリ
メルカプトベンゼン、1,2,3−トリス(メルカプト
エチレンオキシ)ベンゼン、1,2,3,5−テトラメ
ルカプトベンゼン、1,4−ナフタレンジチオール、
2,4−ジメチルベンゼン−1,3−ジチオール等の芳
香族ポリチオール;2,5−ジクロロベンゼン−1,3
−ジチオール、3,4,5−トリブロム−1,2−ジメ
ルカプトベンゼン等の塩素置換体、臭素置換体等のハロ
ゲン置換芳香族ポリチオール;2−メチルアミノ−4,
6−ジチオール−sym-トリアジン、2−シクロヘキシル
アミノ−4,6−ジチオール−sym-トリアジン等の複素
環を含有したポリチオール;1,2−ビス(メルカプト
メチルチオ)ベンゼン等の核アルキル化物等のメルカプ
ト基以外に硫黄原子を含有する芳香族ポリチオール;ビ
ス(メルカプトメチル)スルフィド、ビス(メルカプト
メチルチオ)メタン、テトラキス(メルカプトメチルチ
オメチル)メタン等、またこれらのチオグリコール酸及
びメルカプトプロピオン酸のエステル、ヒドロキシメチ
ルスルフィドビス(2−メルカプトアセテート)、2−
メルカプトエチルエーテルビス(2−メルカプトアセテ
ート)、1,4−ジチアン−2,5−ジオールビス(2
−メルカプトアセテート)、チオグリコール酸ビス(2
−メルカプトエチルエステル)等のメルカプト基以外に
硫黄原子を含有する脂肪族ポリチオール;3,4−チオ
フェンジチオール等のメルカプト基以外に硫黄原子を含
有する複素環化合物等を好適に使用できる。
るヒドロキシ化合物としては、2−メルカプトエタノー
ル、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール、グリ
セリンジ(メルカプトアセテート)、1−ヒドロキシ−
4−メルカプトシクロヘキサン、2,4−ジメルカプト
フェノール、2−メルカプトハイドロキノン、4−メル
カプトフェノール、3,4−ジメルカプト−2−プロパ
ノール、1,3−ジメルカプト−2−プロパノール、
2,3−ジメルカプト−1−プロパノール、1,2−ジ
メルカプト−1,3−ブタンジオール、ペンタエリトリ
トールトリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペン
タエリトリトールモノ(3−メルカプトプロピオネー
ト)、ペンタエリトリトールビス(3−メルカプトプロ
ピオネート)、ペンタエリトリトールトリス(チオグリ
コール)、ペンタエリトリトールペンタキス(3−メル
カプトプロピオネート)、ヒドロキシメチル−トリス
(メルカプトエチルチオメチル)メタン、1−ヒドロキ
シエチルチオ−3−メルカプトエチルチオベンゼン、4
−ヒドロキシ−4−メルカプトジフェニルスルホン、2
−(2−メルカプトエチルチオ)エタノール、ジヒドロ
キシエチルスルフィドモノ(3−メルカプトプロピオネ
ート)、ジメルカプトエタンモノ(サルチレート)、ヒ
ドロキシエチルチオメチルトリス(メルカプトエチルチ
オ)メタン等が挙げられる。
体、臭素置換体のハロゲン置換体も使用は可能である。
これらは単独で用いることも、また2種以上を混合して
用いることも可能である。
ガラスは、上記イソチオシアナート化合物及び活性水素
化合物とを、(NCO+NCS)/(OH+SH)の官
能基モル比が、通常0.5〜3.0、望ましくは0.5
〜1.5、更に望ましくは0.8〜1.2の範囲内とな
るように重合反応させて得る別の高屈折率を示す有機ガ
ラスとしては、下記一般式
の個数は三員環を構成するSとOの合計に対して平均で
50%以上である。)で表される構造を2個以上有し、
環状骨格を有するエピスルフィド化合物を重合硬化して
得られる有機ガラスを好適に使用できる(例えば、特開
平9−71580号公報参照)。
る。
4,a,b=0又は1、c,d=0、1、2、3又は
4、e=0、1、2又は3を満足する整数)上記被塗布
物(有機ガラス)への塗布方法としては刷毛塗り塗装、
浸漬塗装、ローラ塗装、スプレー塗装、スピン塗装等を
挙げることができる。また乾燥硬化条件の例としては、
60℃〜150℃で、特に好ましくは、80〜120℃
×1〜5時間として挙げられ、硬化後得られる塗膜とし
ては0.5μm〜20μmである。
に、酸アルカリ洗浄溶剤による脱脂洗浄、プラズマ処
理、超音波洗浄等を行うことが望ましい。
記ハードコート層と前記有機ガラス基材との間に耐衝撃
性、密着性向上を目的とするプライマー層を形成するこ
とが望ましい。
可塑性エラストマー(TPU)にオルガノアルコキシシ
ランの加水分解物で表面処理を施した金属酸化物無機微
粒子を添加したTPUプライマー組成物と、塗膜形成ポ
リマーの全部または主体がエステル系熱可塑性エラスト
マー(TPEE)に上記と同様の金属酸化物無機微粒子
を添加したTPEEプライマー組成物を用いる。
ナートからなるソフトセグメントと短鎖ポリオールとポ
リイソシアナートからなるハードセグメントとで構成さ
れるもので、水性エマルションの形態で添加されること
が望ましい。
表面処理を施した金属酸化物無機微粒子としては、R1 a
R2 bSi(OR3 )4(a+b)(但しR1 は炭素数1〜6の
アルキル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリルオキシ
基、フェニル基であり、R2は炭素数1〜6のアルキル
基、ハロゲン化アルキル基であり、R3 は炭素数1〜4
のアルキル基、アルコキシアルキル基であり、a及びb
は0、1、2であって、a+b=0、1、2、3のいず
れかである。)式で表されるオルガノアルコキシシラン
の加水分解物を、旧族IVA、VIII、IVB族に属する金属
元素酸化物の2種以上に表面処理を施して用いる。
テル、ソフトセグメントにポリエーテル又はポリエステ
ルを使用したマルチブロック共重合体で、このハードセ
グメントとソフトセグメントとの重量比率は、通常、前
者/後者=30/70〜10/90とする。
ガノアルコキシシランの加水分解物で表面処理を施した
金属酸化物無機微粒子を屈折率調整用として用いる。
無機物質からなる反射防止膜を積層することが望まし
い。
止膜に関しては金属、金属酸化物、金属フッ化物等の無
機粉体を真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティ
ング等の乾式メッキ法による形成が可能で、酸化物とし
てはSiO2 、TiO2 、Ta2 O5 、Sb2 O3 、Z
rO2 、酸化アルミニウムがあり、金属フッ化物として
はフッ化マグネシウム等を挙げることができる。
下記に示す構成等で用いることができる。
rO2 :1/2λ、SiO2 :1/4λ (β)SiO2 /TiO2 :1/4λ、TiO2 :1/
2λ、SiO2 :1/4λ
実施例・比較例について、説明をする。
成物は、それぞれ下記の如く調製した。なお、表1に各
主成分の配合割合を示す(複合微粒子の配合量は固形分
換算である。)とともに、ハードコートの屈折率も示
す。
/TiO2 =0.0024 K2 O/TiO2 =0.0024、粒子径:8nm、 改質剤:テトラエトキシシラン SiO2 /TiO2 =0.2049、ZrO2 /TiO2 =
0.0198 K2 O/TiO2 =0.0099、粒子径:8nm、 改質剤:テトラエトキシシラン SiO2 /TiO2 =0.2351、Fe2 O3 /TiO2
=0.0075 粒子径:11nm、改質剤:テトラエトキシシラン i)アセチルアセトン鉄(III ) ii) アセチルアセトンアルミニウム(III ) iii)イタコン酸12部+ジシアンジアミド5部 iv) イタコン酸67部+ジシアンジアミド17部 <実施例1>γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン136部、ケイ酸エチル10部、メチルアルコール
60部を加え、攪拌しながら0.01N塩酸47部を滴
下して一昼夜加水分解を行って、オルガノアルコキシシ
ランの加水分解物を調製した。
/SiO2 /ZrO2 /K2 O(「オプトレイク113
0Z」触媒化成工業株式会社製、不揮発分25%、テ
トラエトキシシラン表面処理品)525部、2−エトキ
シエタノール69部、界面活性剤として(商品名「L−
7001」日本ユニカー株式会社製)0.3部と、触媒
としてアセチルアセトンアルミニウム(III )を2.2
部加え、一昼夜攪拌し、濾過してハードコート組成物を
調製した。
ル分散TiO2 /SiO2 /ZrO2 /K2 O(「オプ
トレイク1130Z」(触媒化成工業株式会社製、不
揮発分30%、テトラエトキシシラン表面処理品)43
8部に変更した以外は、同様にしてハードコート組成物
を調製した。
シドキシプロピルトリメトキシシラン136部、ケイ酸
エチル14部、メチルアルコール60部、メタノール分
散TiO2 /SiO2 /ZrO2 /K2 Oゾル(「オプ
トレイク1130Z」触媒化成工業株式会社製、不揮
発分25%、テトラエトキシシラン表面処理品)488
部、触媒としてアセチルアセトン鉄(III )2部に変更
して調製した。
リメトキシシラン171部、ケイ酸エチル20部、メチ
ルアルコール100部を加え、攪拌しながら0.01N
塩酸70部を滴下して一昼夜加水分解を行って加水分解
物を調製した。
/SiO2 /ZrO2 /K2 Oゾル(「オプトレイク1
130Z」触媒化成工業株式会社製、不揮発分25
%、テトラエトキシシラン表面処理品)450部、2−
エトキシエタノール70部、界面活性剤として(商品名
「L−7002」日本ユニカー株式会社製)0.3部と
触媒としてアセチルアセトン鉄(III )を3部加え、一
昼夜攪拌し濾過してハードコート組成物を調製した。
リメトキシシラン171部、ケイ酸エチル28部、メチ
ルアルコール100部を加え、攪拌しながら0.01N
塩酸70部を滴下して一昼夜加水分解を行って加水分解
物を調製した。
/SiO2 /ZrO2 /K2 Oゾル(「オプトレイク1
130Z」触媒化成工業株式会社製、不揮発分30
%、テトラエトキシシラン表面処理品)430部、2−
エトキシエタノール70部、界面活性剤として(商品名
「L−7002」日本ユニカー株式会社製)0.3部と
触媒としてアセチルアセトンアルミニウム(III )を3
部加え、一昼夜攪拌し濾過してハードコート組成物を調
製した。
リメトキシシラン125部、ケイ酸エチル110部、メ
チルアルコール92部、メチルエチルケトン200部を
加え攪拌しながら0.01N塩酸54部を滴下して一昼
夜加水分解を行って加水分解物を調製した。
TiO2 /SiO2 /Fe2 O3 ゾル(「オプトレイク
1130FII」触媒化成工業株式会社製、不揮発分30
%、テトラエトキシシラン表面処理品)90部、界面活
性剤として(商品名「FC430」住友3M社製)0.
5部と触媒としてイタコン酸12部、ジシアンジアミド
5部を加え一昼夜攪拌し濾過してハードコート組成物を
調製した。
リメトキシシラン382部、ケイ酸エチル56部、メチ
ルアルコール350部を加え攪拌しながら0.02規定
の塩酸111部を滴下して一昼夜加水分解を行って加水
分解物を調製した。該加水分解物に界面活性剤としてフ
ッ素アルキルエステル(商品名「フロラードFC43
0」住友3M社製)0.12部と触媒としてイタコン酸
67部とジシアンジアミドを17部加え、一昼夜攪拌し
濾過してハードコート組成物を調製した。
れぞれ下記の如く調製した又は市販品である。
%NaOH水溶液に10分間浸漬後、洗浄乾燥しプラズ
マ処理を施した。
アナート−4−((2−イソチオシアナートエチル)ス
ルホニル)ベンゼン[
ロキシ−1,4−ジチアン[
「ユニダインDS−403」を500ppm割合で混合
しガラスモールド中に注入し、室温から120℃まで4
8時間かけて昇温し、同温度にて48時間加熱し重合さ
せた。
−イソチオシアナートエタン)ベンゼン[−(SCH2
CH2 NCS)2 ] 14.2部、活性水素化合物とし
て、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド[
ニウムクロライドを500ppm割合で混合しガラスモ
ールド中に注入し、室温から120℃まで48時間かけ
て昇温し、同温度にて48時間加熱し重合させた。
1,3−ビス(β−エピチオプロピルチオ)プロパン[
まで5時間かけて加熱し重合させた。
ル)チオ]−3−(β−エピチオプロピルチオ)プロパ
ン[
まで5時間かけて加熱し重合させた。
ート層及び反射防止膜との二層被膜品(HD+AR)、
プライマー層、ハードコート層及び反射防止膜の三層被
膜品(PR+HD+AR)を、下記各塗膜の形成方法に
したがって調製した。
イマー組成物にプライマー浸漬後160mm/min で引き
上げて浸漬塗布後、各レンズは110℃で20分間予備
乾燥してプライマー層を形成した。
%水分散型ポリウレタン(「スーパーフレックス19
0」第一工業製薬株式会社製)200部、メチルアルコ
ール600部を混合後、攪拌しつつTiO2 系複合微粒
子(「オプトレイク1130FII」触媒化成工業株式会
社製、不揮発分30%、Fe2 O3 /TiO2 =0.0
2、SiO2 /TiO2 =0.11、分散溶媒:メチル
アルコール、表面処理:γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン)170部、及び、レベリング剤として
シリコーン系界面活性剤(商品名「L7001」日本ユ
ニカー株式会社製)0.5部を添加し、2時間攪拌後、
濾過してプライマー組成物塗料を調製した。
EE(「ベスレジンA−160P」高松油脂株式会社製
水分散エマルション、不揮発分27%)100部に、メ
タノール分散酸化チタン系複合微粒子ゾル(「オプトレ
イク1130Z−」触媒化成工業株式会社製、不揮発
分20%、ZrO2 /TiO2 =0.0198、SiO
2 /TiO2 =0.2049、K2 O/TiO2 =0.
0099、粒子径:8nm、表面処理:γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン)57部、メチルアルコ
ール640部、及び、レベリング剤としてシリコーン系
界面活性剤(「L−77」日本ユニカー株式会社製)1
部を添加し、2時間攪拌後、濾過してプライマー組成物
塗料を調製した。
しない各レンズに上記(A)で調製した表示の各ハード
コート組成物に浸漬後130mm/min で引き上げて浸漬
塗布し、更に、各レンズは95℃で20分間予備乾燥、
続いて110℃で4時間加熱処理してハードコート層を
形成した。
下に示す構成にて真空蒸着法により形成させた。
かの構成でそれぞれ実施した。
rO2 :1/2λ、SiO2 :1/4λ (β)SiO2 /TiO2 :1/4λ、TiO2 :1/
2λ、SiO2 :1/4λ (D)評価試験 このようにして単層膜又は複合膜を形成した各レンズに
ついて、下記に示す評価方法にて判定を行った。
鋼ナイフで100個入れてセロハン粘着テープ(ニチバ
ン製)を強く貼り付け90度方向に急速にはがし、下記
の基準にて評価を行う。
回の剥離無し A:1〜4回の剥離無し AB:キザミ線に沿い点状も
しくは線状剥離 B:キザミ線に沿い面状剥離(20%以下)但し1升目
の剥離面積1/2以下 C:キザミ線に沿い面状剥離(20%以上)但し1升目
の剥離面積1/2以下 D:キザミ線に沿い面状剥離、但し1升目の剥離面積全
面 二次密着性に関しては、80℃の温水に10分間浸漬
後、上記と同様の方法で判定を行う。
ールウールを用い、600g荷重にて硬化塗膜の上を擦
り、その結果を肉眼により判定評価を行う。ハード膜加
工までのものにはJIS#502の砂消しゴムに200
g荷重にて判定する。
積が1%を超え2%未満 A:キズの面積が3%を超え10%未満 AB:キズの面積が10%を超え30%未満 B:キズの面積が30%を超え60%未満 C:キズの面積が60%以上 D:キズの面積が全面 塗膜無しの状態で擦った判定はCであった。
スーパーロングライフウェザーメーター」)で200時
間暴露して、での一次密着性試験と同様の方法にて剥
離状況を判定する。
査する。
の中心部に落下させ、貫通するか否か判定を行う。
の球面のものを用い、室温25℃、湿度45%の条件下
で試験を実施した。
硬化塗料に浸漬後105mm/min で引き上げコーティン
グを施す。塗布したプラスチックレンズは110℃で2
0分間予備乾燥後、100℃で4時間加熱処理してハー
ドコート組成物を硬化させた。
塗膜物性が優れているとともに、比較例におけるよう
な、光干渉に起因する干渉縞やクモリの発生がなく(特
に反射防止膜を形成した場合)、更には、紫外線に起因
する黒化・黄変現象も発生しないことがわかる。
Claims (9)
- 【請求項1】 モノエポキシ有機基含有トリアルコキシ
シランを主体とするアルコキシシランの加水分解物をマ
トリックス形成成分として、チタニア系酸化金属複合微
粒子を光学的干渉抑制剤とする光学部品用ハードコート
組成物において、 前記チタニア系酸化金属複合微粒子が、TiO2 を主体
としSiO2 を主副成分とし、更に、ZrO2 及びK2
Oを微量副成分とするものあることを特徴とする光学部
品用ハードコート組成物。 - 【請求項2】 前記チタニア系酸化金属複合微粒子が、
平均粒径を1〜50nmとし、組成をSiO2 /TiO
2 =0.1900〜0.2100、ZrO2 /TiO2 =0.0015〜0.
023 、K2 O/TiO2 =0.0012〜0.012 の各重量比率
を満足するものとし、含量を全アルコキシシラン100
重量部に対して40〜100重量部であることを特徴と
する請求項1記載の光学部品用ハードコート組成物。 - 【請求項3】 前記モノエポキシ基含有トリアルコキシ
シランが、一般式 【化1】 (ただし、R1 はHまたはCH3 、R2 は炭素数1〜4
のアルキレン基、R3は炭素数1〜4のアルキル基)で
表される、又は、一般式 【化2】 (ただし R1 は炭素数1〜4のアルキレン基、R2 は
炭素数1〜4のアルキル基)で示される群から選択され
る1種又は2種以上からなることを特徴とする請求項1
又は2記載の光学部品用ハードコート組成物。 - 【請求項4】 前記エポキシ含有トリアルコキシシラン
以外のアルコキシシランが、 一般式 Si(OR1 )4 (ただし、R1 は炭素数1〜4のアルキル基)で示され
るテトラアルコキシシランであり、該テトラアルコキシ
シランの含有量が前記アルコキシシラン全量中20wt%
以下であることを特徴とする請求項3記載の光学部品用
ハードコート組成物。 - 【請求項5】 マトリックス形成成分の硬化剤として有
機金属化合物を含有し、該有機金属化合物が、エチレン
ジアミン四酢酸、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ト
リフルオロアセチルアセトン、アセチルアセトン、アセ
ト酢酸メチルから選ばれるキレート化剤が配位したCr
(III )、Co(III )、Fe(III)、Zn(II)、
In(III )、Zr(IV)、Y(III )、Sn、V、A
l(III )、Ti(II)のキレート化合物の群から選択
される1種又は2種以上からなることを特徴とする請求
項4記載の光学部品用ハードコート組成物。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載のハード
コート組成物で形成されてなるハードコート層を、屈折
率1.66以上を示す有機ガラス基材上に備えているこ
とを特徴とする有機ガラス光学部品。 - 【請求項7】 前記有機ガラスが、ポリオール、ポリ
チオール、及び、メルカプト基を有するヒドロキシ化合
物の群から選択される1種又は2種以上の活性水素化合
物と、ポリイソチオシアネート化合物又はイソシアネ
ート基を有するイソチオシアネート化合物の群から選択
される1種又は2種以上とを重合反応させて得られるも
の、又は、一般式 【化3】 (ただし、XはSまたはOを表し、このSの個数は三員
環を構成するSとOの合計に対して平均で50%以上で
ある。)で示される構造を2個以上有し環状骨格を有す
るエピスルフィド化合物を重合反応させて得られるもの
であることを特徴とする請求項6記載の有機ガラス光学
部品。 - 【請求項8】 前記ハードコート層と前記有機ガラス基
材との間に耐衝撃性、密着性向上を目的とするプライマ
ー層を備えていることを特徴とする請求項6又は7記載
の有機ガラス光学部品。 - 【請求項9】 前記ハードコート層の上に、更に、無機
物質系の反射防止膜層が積層されていることを特徴とす
る請求項8記載の有機ガラス光学部品。
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---|---|---|---|
JP00712399A JP4148581B2 (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 光学部品用ハードコート組成物 |
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JP00712399A JP4148581B2 (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 光学部品用ハードコート組成物 |
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